jernej gorenc radon in njegovi potomci diplomsko delopefprints.pef.uni-lj.si/5379/1/jg_dn.pdf · v...
TRANSCRIPT
UNIVERZA V LJUBLJANI
PEDAGOŠKA FAKULTETA
JERNEJ GORENC
RADON IN NJEGOVI POTOMCI
DIPLOMSKO DELO
LJUBLJANA, 2018
UNIVERZA V LJUBLJANI
PEDAGOŠKA FAKULTETA DVOPREDMETNI UČITELJ, FIZIKA IN MATEMATIKA
JERNEJ GORENC
Mentor: izr. prof. dr. BOJAN GOLLI
Somentor: docent dr. GREGOR BAVDEK
RADON IN NJEGOVI POTOMCI
DIPLOMSKO DELO
LJUBLJANA, 2018
Zahvala
Iskreno se zahvaljujem svoji druţini, ki me je v času študija podpirala in vzpodbujala. Hvala
za tako dobro okolje v času študija.
Najlepša hvala mentorju dr. Bojanu Golliju in somentorju dr. Gregorju Bavdku, da sta me
sprejela pod svoje mentorstvo. Hvala za vso strokovno pomoč, ki sta jo namenila mojemu
diplomskemu delu.
Zahvaljujem se dr. Janji Vaupotič za strokovne nasvete in pomoč pri izvedbi merjenj. Hvala
za izposojeno opremo in vso dobro voljo med sodelovanjem.
Hvala mojemu dekletu Niki Kavšek, ki mi je ves čas stala ob strani in me podpirala. Najlepše
se zahvaljujem za vzpodbudo med časom študija in pisanja diplomskega dela.
Izvleček Namen diplomskega dela je spoznati radioaktivni plin radon (
222Rn) s stališča fizikalnih
lastnosti, merske metode za merjenje radioaktivnosti v prostoru in izvesti meritve. V
teoretičnem delu sta predstavljeni razpadna veriga radona in postopek vzpostavitve
ravnovesja med radonom in njegovimi razpadnimi produkti. Razloţeni so mehanizmi vstopa
radona v okolje in prostor ter kaj vpliva na koncentracijo radona. V merskem delu sta opisani
dve metodi za merjenje razpadov alfa v mešanici zraka in metoda za merjenja razpadov beta
in gama trdnih razpadnih produktov, ujetih v filtru sesalca. Metoda z alfa-scintilacijsko celico
nam da kot rezultat aktivnost alfa mešanice zraka in radona v trenutku, ko je bil ta vzorec
odvzet. Merjenje s kontinuirnim merilnikom nam da serijo odčitkov aktivnosti alfa v enournih
intervalih. Iz teh podatkov lahko izračunamo povprečno dozo, ki jo prejemamo. Zadnja
metoda, s katero merimo aktivnost prašnih delcev na filtru z Geiger-Mullerjevo cevjo (razpadi
beta in gama), je najbolj preprosta, oprema pa je mnogo laţje dostopna. Zanima nas, ali je
moţno s to metodo pridobiti dovolj zanesljivo oceno aktivnosti zaradi prisotnosti radona v
zraku.
Ključne besede: radon, razpadna veriga, razpadni produkt, meritev
Abstract
The aim of my thesis is to describe the physical properties of radioactive gas radon (222
Rn), to
get to know the methods for measuring radioactivity in housesand to preform some typical
measurements. In the theoretical part the radon decay chain is described as well as the
process of establishing equilibrium between radon and its daughter products. The
mechanisms of how radon enters the environment and buildings are explained along with
factors that affect the concentration of radon in the air. In the experimental part of the thesis
two methods for measuring alpha particles in the air are presented and described as well as a
method for measuring beta and gamma particles from solid radon daughter products. With
alpha-scintillation cells we measure alpha activity of radon and its decay products at the time
the sample was taken. By measuring with continuous alpha particle meter we obtain
the information how the activity in the room is changing in time. Using these data we can
calculate average dose of radiation in that room. Finally we measure beta and gamma activity
of solid radon daughter products that got caught up on the filter of a vacuum cleaner using
the Geiger-Muller counter. This is the simplest method for measuring radioactivity in the air.
Comparing this method to the method using alpha-scintillation cells we try to find out if they
are sufficiently well correlated and assess the reliability of the method.
Key words: radon, decay chain, daughter product, measurement
Kazalo vsebine UVOD ..................................................................................................................................................... 1
TEORETIČNI DEL ................................................................................................................................ 3
1. OSNOVNI POJMI RADIOAKTIVNOSTI................................................................................. 3
2. RADON ....................................................................................................................................... 4
2.1. Radon v okolju .................................................................................................................... 4
2.2. Radon v prostoru ................................................................................................................. 6
2.3. Razpadna veriga radona ...................................................................................................... 7
2.4. Ravnovesje radona z njegovimi potomci ............................................................................ 9
EMPIRIČNI DEL .................................................................................................................................. 10
3. METODE DELA....................................................................................................................... 10
3.1. Načrt merjenja ................................................................................................................... 10
3.2. Metode merjenja ................................................................................................................ 10
4. REZULTATI MERITEV .......................................................................................................... 13
4.1. Merjenje absolutne aktivnosti radona z uporabo alfa-scintilacijskih celic ........................ 13
4.2. Merjenje aktivnosti na vzorcih z Geiger-Mullerjevim števcem ........................................ 15
4.3. Meritve s kontinuirnim merilnikom .................................................................................. 22
4.4. Primerjava rezultatov alfa-scintilacijske metode in merjenja s kontinuirnim merilnikom 30
ZAKLJUČEK ........................................................................................................................................ 31
LITERATURA IN VIRI ....................................................................................................................... 32
PRILOGE .............................................................................................................................................. 33
Kazalo slik Slika 1-Razpadna veriga urana ................................................................................................................ 7
Slika 2-tloris kleti v gospodarskem objektu .......................................................................................... 18
Kazalo tabel Tabela 1-Radioaktivne lastnosti radonovih potomcev ............................................................................ 8
Tabela 2-Rezultati merjenja z alfa-scintilacijskimi celicami ................................................................ 13
Tabela 3-Rezultati merjenja z Geiger-Mullerjevim števcem ................................................................ 15
Tabela 4-Primerjava alfa-scintilacijske metode z metodo merjenja aktivnosti na filtru ....................... 16
Tabela 5-Rezultati merjenja aktivnosti na filtru v kleti ......................................................................... 19
Tabela 6-Rezultati merjenja aktivnosti na filtru v kraškem poţiralniku ............................................... 20
Kazalo grafov Graf 1-Rezultati merjenja z alfa-scintilacijskimi celicami .................................................................... 14
Graf 2-Primerjava alfa-scintilacijske metode z metodo merjenja aktivnosti na filtru ........................... 16
Graf 3-Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - soba Matjaţ ................................................... 22
Graf 4-Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - kuhinja........................................................... 23
Graf 5-Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - kmečka soba .................................................. 24
Graf 6-Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - kopalnica ....................................................... 26
Graf 7-Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - soba Jernej ..................................................... 27
Graf 8-Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - hodnik spodaj ................................................ 28
Graf 9-Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - spalnica ......................................................... 29
Graf 10- Primerjava rezultatov alfa-scintilacijske metode in merjenja s kontinuirnim merilnikom ..... 30
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
1
UVOD
Radon (222
Rn) je radioaktivni ţlahtni plin, ki nastane pri alfa razpadu radija (226
Ra). Količine
radioaktivnosti v prostoru zaradi radona so v zadnjih časih predmet mnogih raziskav, ki
kaţejo na velik interes po oceni kontaminacije z radonom v prostorih, v katerih preţivljamo
največ časa. Povečana radioaktivnost zaradi radona je neposredno posledica povečane
količine plina radona v tistem okolju, saj je radioaktivni razpad spontan dogodek in nanj ne
vplivajo pogoji okolja. Koncentracije radona in njegovih kratkoţivih potomcev so začeli bolj
aktivno preučevati takrat, ko je več rudarjev zbolelo za pljučnim rakom. Ugotovili smo, da je
bil razlog njihovega obolenja prekomerna koncentracija radona in njegovih potomcev v
jamah, v katerih so delali. Nadaljnje raziskave so pokazale, da je prekomerna koncentracija
radona v prostoru lahko doseţena tudi v bivalnih in delavnih prostorih, kar je sproţilo večje
zanimanje in povečalo aktivnost raziskovalcev na tem področju. V okviru projekta »Slovenski
projekt radon« so bile ţe med letoma 1990 in 1992 izvedene meritve koncentracij radona v
vseh 730 vrtcih in 890 osnovnih in srednjih šolah po Sloveniji. Rezultati meritev so bili
presenetljivi in nič kaj vzpodbudni. Izkazalo se je, da je bila preseţena drţavna meja
koncentracije aktivnosti radona 400 Bq/m3 (enota Becquerell je pojasnjena v naslednjem
poglavju) v kar 45 vrtcih in 78 šolah [1]. Svetovna organizacija za zdravje (WHO - World
health organization) pravi, da je pribliţno 14 % vseh rakavih pljučnih obolenj posledica
prekomerne koncentracije radona [2], kar ga uvršča na drugo mesto, takoj za kajenjem [3].
Svetovna organizacija, ki se ukvarja s posledicami radiacije zaradi radona UNSCEAR trdi, da
v povprečju radon prispeva 42 % deleţ celotne radiacije, ki jo prejme človek zaradi naravnih
in umetnih virov. Za razliko od kozmične ali katere druge oblike radiacije lahko koncentracijo
radona v prostorih, kjer ţivimo, opazno zmanjšamo. Mnoge drţave imajo določene referenčne
meje za koncentracijo aktivnosti radona od 74 Bq/m3 v ZDA do 4000 Bq/m
3 v Češki republiki
in kot ţe prej omenjeno 400 Bq/ m3 v Sloveniji. Če rezultati izvedenih meritev preseţejo
referenčno mejo, se na tem mestu izvajajo ukrepi za zmanjševanje koncentracije [2].
V diplomskem delu sem na kratko predstavil radioaktivnost, opisal, kaj je radon in izpostavil
njegove fizikalne značilnosti. Razloţil sem proces razpadanja radona na razpadne produkte,
opisal razpadno verigo radona in razpadne čase posameznih radonovih produktov. Razloţil
sem vzpostavitev ravnovesja radona z njegovimi razpadnimi produkti, zakaj je pomembno, da
vemo, kdaj je ravnovesje vzpostavljeno in kako se vzpostavi. V empiričnem delu sem nato
izvedel tri tipe meritev in primerjal rezultate med njimi. Metode, ki sem jih uporabil, so
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
2
merjenje aktivnosti radona s pomočjo alfa-scintilacijskih celic, merjenje aktivnosti radona s
kontinuirnim merilnikom in merjenje aktivnosti prašnih delcev na filtru. Vsaka od teh meritev
ima določene prednosti in slabosti, rezultati pa omogočijo bralcu bolj realen pogled v
poznavanje problema.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
3
TEORETIČNI DEL
1. OSNOVNI POJMI RADIOAKTIVNOSTI
Radioaktivnost je pojav, pri katerem jedra elementa razpadajo v manjša jedra. Pri tem se
zmanjša mirovna energija jedra, razliko energije pa atom izseva v prostor. Ta izsev je lahko:
- foton pri razpadu gama,
- elektron ali pozitron pri razpadu beta,
- helijevo jedro pri razpadu alfa.
Elementu, ki nastane ob razpadu nekega jedra, pravimo potomec elementa, iz katerega
nastane, skupek vseh potomcev v razpadni verigi nekega elementa pa razpadni produkti.
Aktivnost nekega vzorca nam pove število razpadov na časovno enoto. Po francoskemu
fiziku Henriju Becquerelu imenujemo en razpad na sekundo Becquerel in ga označimo z Bq.
Aktivnost zraka merimo glede na število razpadov na prostorsko enoto zraka, torej v Bq/m3
[4]. Kako hitro nek element razpada lahko opišemo bodisi z njegovo razpadno konstanto λ, ki
nam pove verjetnost razpada, ali z njegovim razpolovnim časom ⁄, to je čas, v katerem
razpade polovica atomov nekega elementa [5]. Med seboj sta nasprotno povezani z enačbo
⁄
.
Aktivnost elementa je odvisna zgolj od količine elementa in njegove razpadne konstante.
Aktivnost se s časom spreminja po enačbi
.
Tu je aktivnost ob času . Razpadne produkte zato smiselno delimo na kratkoţive
(nekaj ur) in dolgoţive (nekaj let).
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
4
2. RADON
Radon v okolju 2.1.
Večina radona nastane globoko pod površjem Zemlje kot razpadni produkt radija (226
Ra), ki je
del razpadne verige urana (238
U). Uran je dolgoţiv radioaktivni element, saj je njegova
razpolovna doba 4,5 milijarde let. To pomeni, da ga je od nastanka Zemlje razpadlo pribliţno
pol in se njegova aktivnost s časom skoraj ne spreminja (podrobneje je razpadna veriga
opisana v poglavju 2.3). Skupaj z ostalimi zemeljskimi plini se radon zaradi konvekcijskega
toka giblje proti površju.
Na količino radona, ki vstopi na površje (in tudi v prostor), vplivajo naslednji dejavniki:
vsebnost urana v kamninah,
velikost in sestava zrn kamnine,
tektonske in seizmične značilnosti,
prisotnosti fluidov,
poroznost kamnin,
vlaţnost kamnin,
temperaturne in tlačne razlike med kamninami in zunanjim zrakom [6].
Zgoraj omenjeni dejavniki vplivajo na splošno spreminjanje koncentracije plina na površju
Zemlje. Ugotovitve so pokazale, da prihaja tako do opaznih sezonskih sprememb
koncentracije radona kot tudi dnevnih in urnih sprememb [2]. Sonce, ki ogreva Zemljo,
povzroči večje turbulence. Slednje vpliva na hitrejše gibanje radona v stran od Zemljinega
površja. Kot posledica temperaturnih sprememb v jutranjih urah lahko nastane temperaturna
inverzija, ki močno zmanjša mešalne sposobnosti ozračja, zato se tedaj radon zadrţuje bliţje
tlom. Ti pojavi vplivajo na dnevne in urne spremembe koncentracije radona v ozračju, ki se
lahko razlikujejo tudi za faktor 10 [7].
Radon se v okolju hitro meša z zrakom. Tedaj aktivnosti zaradi radona na prostem znašajo
pribliţno 5 Bq/m3 [5].
Aktivnost se zaradi radona na globini 1 m običajno giblje med 100 in 500 kBq/m3, v ozračju
pa le redko preseţe 50 Bq/m3 zraka [6].
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
5
Ugotavljanje koncentracij radona v okolju je izhodišče za izvajanje meritev v zaprtih
prostorih [7].
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
6
Radon v prostoru 2.2.
Kot smo ţe omenili, so koncentracije radona v zemlji velike, tako je smiselno, da največ
radona vstopi v zgradbe prek tal. V prostor lahko radon vstopi preko razpok v tlakih, skozi
katere ga vsrkava podtlak v zgradbah, ali prek difuzije. Oba mehanizma sta posledici
temperaturnih ter tlačnih razlik med notranjim zrakom in zrakom v okolju. Na tlačne razlike
vpliva tudi Venturi pojav, ki ga ustvarja veter, ko piha preko dimnikov, odprtin in razpok.
Vsrkavanje v prostor zaradi zgornjih vplivov največ prispeva h koncentraciji radona v
prostoru [7]. Ker največ radona v prostor vstopi prek tal, je razumljivo, da se ga največ nahaja
v kletnih prostorih. Poleg tega so takšni prostori navadno slabo prezračevani, kar še dodatno
vpliva na povišano koncentracijo radona [5]. Direktiva Evropske unije iz 5. decembra 2013
narekuje, da v vseh članskih drţavah povprečna letna koncentracija radona v prostoru in
delovnem okolju ne sme presegati 300 Bq/m3
[8]. Slovenija se bo najverjetneje v kratkem
pridruţila tej ureditvi in spremenila trenutno mejo, ki je 400 Bq/m3.
Nekateri gradbeni materiali emanirajo radon v prostor (plin uhaja iz kamnine). Ta mehanizem
je predvsem posledica razpada radija v materialih vulkanskega izvora. Poleg vsebnosti radija
je za emanacijo v prostor nujna poroznost materiala, ki omogoča izhajanje plina iz trdnine.
Primeri takšnih kamnin so poro beton, mavčne plošče in tuf (vrsta sedimentne kamnine).
Našteti materiali lahko opazno vplivajo na koncentracijo radona v prostoru [7].
Tretji mehanizem vstopa radona v prostor, kot tudi v okolje, je prek vode, s katero skupaj
potuje iz globin na površje. Med vode, ki nosijo s sabo radon, štejemo zaloge, ki potujejo
skozi oziroma so shranjene na območjih z bogato koncentracijo urana v kamninah.
Koncentracija radona, ki pride v okolje skupaj z vodo, se lahko še bolj poveča ob dobri
pretočnosti ali uparevanju. Tovrstne probleme so odkrili v pralnicah, kjer so koncentracije
radona visoko presegale dovoljene vrednosti, ki jih določa WHO [7]. Znanstveniki so izvedli
meritve radona, ki vstopi v prostor prek vode med tuširanjem. V tem času je zelo dobra
pretočnost vode. Prišli do ugotovitev, da lahko nastopijo kratkotrajna povišanja koncentracije
radona [9]. Velja pripomniti, da iz mešanice v vodi izstopi samo plin radon in ne tudi njegovi
potomci, ki so trdni delci. To pomeni kratkotrajno neravnovesje med radonom in njegovimi
razpadnimi produkti (več o ravnovesju je zapisano v poglavju 2.4).
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
7
Razpadna veriga radona 2.3.
Pri opisu razpadne verige ţelimo obrazloţiti razpad in mehanizem razpada posameznega jedra
atoma, saj je za pravilno interpretacijo meritev pomembno poznati in razumeti ravno ta
proces. Glavni cilj je poznavanje zaporedja razpadnih produktov in njihove razpolovne čase.
Slika 1-Razpadna veriga urana [11]
Na sliki je prikazana celotna razpadna veriga urana. Slika prikazuje proces radioaktivnega
razpadanja elementov od urana (238
U) do radija (226
Ra), ki večinoma razpadajo v zemeljski
skorji, od radona (222
Rn) do vključno polonija (214
Po), ki jih lahko zaznamo z merjenjem in
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
8
nazadnje od svinca (210
Pb) do svinca (206
Pb), ki je stabilen. Radij z razpadom alfa razpade v
radon, ki se kot plin giblje proti površju. Pri merjenju aktivnosti v zraku bomo torej zaznali
prisotnost radona in njegovih razpadnih produktov, medtem ko prisotnosti radija in ostalih
predhodnikov ne bomo zaznali.
O radonovih potomcih pravimo, da so kratkoţivi zaradi relativno kratkih razpolovnih dob.
Tabela prikazuje, kolikšna je razpolovna doba posameznega radonovega produkta in kakšen
je njegov mehanizem razpada. Elementi, ki jih zaznavajo naprave za merjenje, so v tabeli
osenčeni.
element razpolovna doba mehanizem razpada
radon 222
Rn 3,8 dni α
polonij 218
Po 3,1 min α
svinec 214
Pb 26,8 min β
bizmut 214
Bi 19,7 min β
polonij 214
Po 164 μs α
svinec 210
Pb 21 let β
bizmut 210
Bi 5 dni β
polonij 210
Po 138 dni α
svinec 206
Pb stabilen
Tabela 1 Radioaktivne lastnosti radonovih potomcev
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
9
Ravnovesje radona z njegovimi potomci 2.4.
Metode merjenja aktivnosti oziroma razpadov niso izolirane na merjenje radioaktivnosti
radona, temveč so povezane tudi z radioaktivnostjo njegovih potomcev in ostalih sevalcev. To
je razumljivo, saj lahko z napravo zaznavamo denimo razpade alfa, ti pa so lahko produkt
različnih sevalcev. Cilj je torej poznati oziroma predvidevati, kateri so ti sevalci in kolikšne
deleţe prispevajo k skupni radioaktivnosti v prostoru. Iz znanih razpolovnih časov radona in
njegovih potomcev ter njihovih mehanizmov razpada lahko določimo, kateri elementi
prispevajo k skupni aktivnosti v prostoru.
Denimo, da se v prostoru pojavi radon, njegovih razpadnih produktov pa še ni (podoben
primer dobimo, ko radon vstopi v prostor prek vode). Pravimo, da je radon v neravnovesju s
svojimi potomci. Če bi tedaj izmerili radioaktivnost, bi bila ta manjša kot nekoliko kasneje,
tedaj namreč seva samo radon. Čez nekaj časa del radona razpade in tako bi hkrati imeli dva
sevalca alfa (222
Rn in Polonij 218
Po). Nato bi nekaj polonija razpadlo na svinec (214
Pb), ki je
prav tako radioaktiven (sevalec beta). Tedaj bi bili v prostoru ţe trije sevalci. Podobno se
razpadna veriga nadaljujejo vse do svinca (210
Pb), ki ga pri merjenju smatramo kot stabilnega
zaradi dolge razpolovne dobe.
Za natančno merjenje radioaktivnosti, ki je posledica radona in za korektno interpretiranje
rezultatov je nujno poznati postopek vzpostavitve ravnovesja med radonom in njegovimi
razpadnimi produkti. V ravnovesje z radonom dokaj hitro pride 218
polonij, čigar razpolovni
čas je le 3,1 minute, nekoliko kasneje v ravnovesje vstopi 214
svinec (razpolovni čas: 26,8
min). Za njim skoraj hkrati vstopita v ravnovesje 214
bizmutij in 214
polonij, saj ima 214
polonij
izjemno kratek razpolovni čas (164 μs). Naslednji v razpadni verigi radona je 210
svinec, ki ga
zaradi relativno dolge razpolovne dobe obravnavamo kot stabilnega [10]. Ker je prispevek
radioaktivnosti svinca 210
Pb minimalen, je tudi prispevek njegovih razpadnih produktov 210
Bi
in 210
Po zanemarljiv. Čas vzpostavitve ravnovesja med radonom in njegovimi razpadnimi
produkti je pribliţno 3 ure.
Po treh urah imamo torej tri alfa sevalce (222
Rn, 218
Po in 214
Po), od katerih vsak prispeva enak
deleţ alfa razpadov [5]. Prav tako imamo štiri beta sevalce (214
Pb, 214
Bi, 210
Pb in 210
Bi), ki so
tudi v ravnovesju.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
10
EMPIRIČNI DEL
3. METODE DELA
3.1. Načrt merjenja
V diplomskem delu sem izvedel tri tipe meritev. Izmeril sem trenutno aktivnost radona in
njegovih potomcev v svojem domu z uporabo alfa-scintilacijskih celic. Za tem sem v istih
prostorih opravil meritve s kontinuirnim merilnikom, ki vrednosti aktivnosti alfa odčita vsako
uro. Opazoval sem spreminjanje koncentracije radona tekom dneva in izračunal kolikšna je
povprečna koncentracija radona v posameznem prostoru. Tretji tip meritev sem opravil z
merjenjem aktivnosti vzorca prahu na HEPA filtru (prašni filter za mikrodelce) z Geiger-
Mullerjevo cevjo. Po opravljenih meritvah sem ugotavljal, ali je sevanje, ki ga je zaznal
Geiger-Mullerjev števec, posledica radonovih razpadnih produktov.
V Hrastovem Dolu, kjer ţivim, je sredi vasi kraški poţiralnik. Na tem mestu sem izmeril
aktivnost na HEPA filtru zunaj in znotraj poţiralnika. Ugotavljal sem, ali lahko aktivnost
pripišemo radonovim razpadnim produktom. Podobno meritev sem izvedel tudi v domači
kleti, ki je ločena od hiše.
3.2. Metode merjenja
3.2.1. Merjenje koncentracije radona z alfa-scintilacijskimi celicami
Na Institutu Joţef Stefan mi je dr. Janja Vaupotič omogočila izposojo alfa-scintilacijskih
celic. Cilj merjenja je bil ugotoviti, kolikšne so aktivnosti alfa zaradi radona v mojem domu
ob času odvzema vzorca. Vzorčni postopek je precej enostaven. Najprej sem moral zagotoviti
ustrezne pogoje za odvzem vzorcev zraka. Prostore sem zaprl za nekaj več kot 6 ur (v
splošnem jih je najbolje zapreti ponoči). Nato sem vzel oštevilčeno alfa-scintilacijsko celico,
za katero sem pred tem ţe ugotovil aktivnost ozadja. S pomočjo tlačilke sem izmenjal zrak iz
prostora v celico. Poskrbel sem, da se je izmenjalo vsaj 5 volumnov zraka. Za našo tlačilko je
to pomenilo 30 stiskov. Zapisal sem vzorčevalno mesto in čas odvzema. V vzorcu zraka, ki
sem ga zajel, še ni bilo vzpostavljeno ravnovesje med radonom in njegovimi potomci, zato
sem moral pred analizo vzorcev počakati 3 ure.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
11
Posamezno alfa-scintilacijsko celico sem postavil na merilnik, ki prešteva razpade alfa. Celica
je iz notranje strani prevlečena s cinkovim sulfidom, spodaj pa je nalepljeno steklo. Njeno
delovanje je podobno delovanju foto-pomnoţevalke. Na merilniku sem nastavil čas štetja na
10 min in pričel preštevanje razpadov. V tabelo sem zapisal čas meritve in rezultat v obliki
števila razpadov/10 min. Vsak vzorec sem preštel dvakrat in izračunal povprečje izmerjenih
aktivnosti. Merilna metoda je precej natančna, hitra in je odlična baza za nadaljnje merjenje,
vendar pa nam rezultat (kot bomo spoznali pri merjenju s kontinuirnim merilnikom) ne poda
povprečne prejete doze radioaktivnosti zaradi radona (v splošnem nas ta podatek veliko bolj
zanima). Zavedati se moramo, da nam rezultat pove radioaktivnost vzorca v tistem trenutku,
ta pa je zaradi 6-urne zaprtosti prostora najverjetneje pretirana.
3.2.2. Aktivnost vzorca na filtru
Na konec cevi sesalca sem namestil filter, na katerega se veţejo mikrodelci (prah), nato sem
vklopil sesalec in 2 minuti prečrpaval zrak skozi filter. Na filtru so se nabrali prašni delci, z
njimi tudi trdni razpadni produkti radona, ki se veţejo na te delce. Po izteku dveh minut sem
sesalec izklopil in filter postavil pod Geigerjev števec. Za izbran časovni interval sem zapisal
prešteto število razpadov. Zavedati se je potrebno, da Geigerjev števec beleţi razpade gama in
beta sevalcev, ki jih v razpadni verigi radona predstavljata 214
Pb in 214
Bi. Ta metoda ni najbolj
primerna za merjenje aktivnosti radonovih potomcev, saj radon razpada z razpadom alfa.
Sevanji beta in gama, ki ju zaznamo, ne izvirata nujno iz razpadnih produktov plina radona;
lahko sta posledica kozmičnega sevanja ali kakšne druge oblike sevanja. Odločil sem se, da
preverim, ali obstaja kakšna opazna povezava med izmerjenim gama in beta sevanjem ter
koncentracijo radona; z drugimi besedami, ali sta gama in beta sevanje v hiši preteţno
posledica radona. Hkrati sem z isto metodo pomeril tudi aktivnosti na dveh zanimivih
lokacijah (vkopana klet in kraški poţiralnik). V primeru dobrega ujemanja rezultatov iz
prvega dela z rezultati merjenja z alfa-scintilacijskimi celicami lahko izračunamo umeritveni
koeficient in tako rezultate iz drugega dela (merjenje v poţiralniku in kleti) pretvorimo v
aktivnost.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
12
3.2.3. Merjenje s kontinuirnim merilnikom
Kontinuirni merilnik Radon Scout je merilnik sevanja alfa, ki v daljšem časovnem obdobju
vsako uro zapiše po eno meritev. Cilj merjenja s kontinuirnim merilnikom je bil ugotoviti,
kakšna je povprečna aktivnost zaradi radona v prostoru in tudi kakšna so nihanja
koncentracije tekom dneva. Rezultat meritve je predstavljen kot graf odčitanih aktivnosti na
vsako uro. Iz teh posameznih rezultatov sem lahko izračunal povprečno aktivnost radona in
njegovih potomcev v prostoru. Meritev navadno poteka vsaj nekaj tednov, še bolje pa celo
leto. Na ta način so zajeta vsa dnevna in sezonska nihanja koncentracij, rezultati pa so najbolj
realni. Sam sem meritve izvajal po dva dneva v vsakem prostoru, saj sezonska nihanja
koncentracije radona niso predmet moje raziskave. Bolj me je zanimalo, kako koncentracija
radona niha tekom dneva in kako je odvisna od prezračevanja.
V mojem primeru sem dva merilnika prestavljal po osmih prostorih hiše, kot rečeno v prostor,
za dva dneva. Pri takem načinu merjenja je nujno predvidevanje rezultatov za posamezen
prostor. Merilnike moramo namreč premikati od prostora z najniţjo do prostora z najvišjo
koncentracijo. Tako se izognemo kontaminaciji merilnika, ki bi lahko v primeru, da ga
premaknemo iz prostora z višjo koncentracijo v prostor z niţjo koncentracijo, dajal napačne
(previsoke) rezultate. Tu sem si pomagal s prej izmerjenimi absolutnimi aktivnostmi radona
in njegovih potomcev s pomočjo alfa-scintilacijskih celic.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
13
4. REZULTATI MERITEV
4.1. Merjenje absolutne aktivnosti radona z uporabo alfa-
scintilacijskih celic
Z metodo merjenja absolutne aktivnosti z alfa-scintilacijskimi celicami sem izmeril in
izračunal aktivnosti v osmih različnih prostorih hiše. Te meritve so predstavljale osnovo za
nadaljnje merjenje s kontinuiranim merilnikom. Iz priloţenih skic pritličja in prvega
nadstropja v prilogah 1 in 2 so razvidna mesta odvzetih vzorcev. Te sem kasneje analiziral na
Institutu Joţef Stefan.
Tabela 2 prikazuje rezultate merjenja. V vrstici tabele so po vrstnem redu zapisani
vzorčevalno mesto, število celice, konstanta celice, število impulzov vzorca, čas merjenja
vzorca, število impulzov ozadja, čas merjenja ozadja, rezultat, absolutna napaka in nazadnje
povprečje dveh rezultatov ter povprečje napak. Čas odvzema vzorca in analiziranja le-tega sta
izvzeta iz tabele za namen večjega prikaza vseh ostalih podatkov. Bralec lahko vzame na
znanje, da je v povprečju od odvzema vzorca do analize minilo 8 ur. Celotna tabela je
priloţena v prilogi 3.
vzorčevalno
mesto
št.
celice
b
[Bq/m3]
Nv
[imp]
t0
[s]
N0
[imp]
t0
[s]
A
[Bq/m3]
ΔA
[Bq/m3]
A
[Bq/m3]
Δ A
[Bq/m3]
Kopalnica 810 0,00129 96 10 21 10 100 15
111 14 810 0,00129 113 10 21 10 123 14
Soba mami 811 0,00131 510 10 13 10 653 29
650 29 811 0,00131 506 10 13 10 648 29
Hodnik
spodaj
820 0,00125 242 10 21 10 305 22 306 22
820 0,00125 243 10 21 10 307 22
Kabinet 821 0,00132 509 10 22 10 638 29
645 29 821 0,00132 520 10 22 10 653 29
Kmečka soba 834 0,00121 416 10 23 10 563 29
557 29 834 0,00121 407 10 23 10 550 29
Soba Matjaž 835 0,00128 138 10 13 10 169 16
159 16 835 0,00128 122 10 13 10 148 15
Soba Jernej 838 0,00127 124 10 14 10 151 15
147 15 838 0,00127 119 10 14 10 144 15
Kuhinja 839 0,00126 120 10 7 10 157 15
159 15 839 0,00126 123 10 7 10 161 15
Tabela 2 – Rezultati merjenja z alfa-scintilacijskimi celicami
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
14
Graf 1 – Rezultati merjenja z alfa-scintilacijskimi celicami
Komentar:
Rezultati so me sprva presenetili. Pričakoval sem, da bo v spodnjih prostorih povečana
koncentracija radona, v zgornjih pa nekoliko manjša. V dveh sobah in kabinetu se rezultati
ujemajo s pričakovanji. Hiša je namreč stara in nepodkletena. Tla so zagotovo razpokana, kar
povzroča večje prepuščanje radona v prostor. Na hodniku je bila aktivnost manjša. Ta rezultat
je pričakovan, saj je le-ta direktno povezan z zgornjim prostorom, kar zmanjša razmerje med
površino tal in volumnom prostora. Nadvse presenetljivi sta se mi sprva zdeli meritvi vzorcev
iz kuhinje in kopalnice, saj sta tam aktivnosti znatno manjši kot aktivnosti ostalih prostorov
pritličja. Tekom analiziranja sem se spomnil, da sta bila prav ta dva prostora pred nekaj leti
prenovljena. Med prenovo smo tla izravnali z izravnalno maso, ki je očitno zelo dobro zaprla
pore v tleh. Menim, da je lahko to dobra smernica za ukrepanje k zmanjševanju koncentracije
radona v ostalih prostorih pritličja. V zgornjem nadstropju so rezultati smiselni glede na
rezultate merjenja v spodnjih prostorih. Aktivnost je pribliţno štirikrat manjša.
111
650
306
645
557
159 147 159
Bq/m3
100 Bq/m3
200 Bq/m3
300 Bq/m3
400 Bq/m3
500 Bq/m3
600 Bq/m3
700 Bq/m3
800 Bq/m3
Kopalnica Soba mami Hodnik spodaj Kabinet Kmečka soba Soba Matjaž Soba Jernej Kuhinja
P R O S T O R
Rezultati meritev z alfa-scintilacijskimi celicami
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
15
4.2. Merjenje aktivnosti na vzorcih z Geiger-Mullerjevim števcem
Izmerjene aktivnosti na vzorcih z Geigerjevim števcem sem primerjal z izmerjenimi
aktivnostmi radona, določenimi z alfa-scintilacijsko metodo. Za merjenje sem poskušal
zagotoviti podobne pogoje kot pri vzorčenju zraka v alfa-scintilacijskih celicah pred tem.
Postavil sem konstantni čas sesanja (2 min) in čas štetja razpadov z Geigerjevim števcem (100
s). Izmerke sem zapisal v spodnjo tabelo. Pri analizi podatkov moramo biti previdni, saj nas
lahko številke zavajajo v razmišljanje o linearni korelaciji med izmerjeno aktivnostjo in
dejansko koncentracijo aktivnosti radona.
Najprej sem izmeril aktivnost ozadja, ki je znašala 23 impulzov v 100 s. Pri vseh naslednjih
podanih rezultatih sem aktivnost ozadja ţe odštel, torej lahko bralec upošteva, da se rezultati
nanašajo na aktivnost vzorca.
Splošni podatki, ki se nanašajo na vse meritve:
Čas prečrpavanja zraka: 120 s
Čas štetja vzorcev: 100 s
Prešteti impulzi ozadja (100 s): 23 imp
4.2.1. Rezultati merjenja aktivnosti na filtru z Geiger-Mullerjevim števcem
Prostor N [imp]
Kopalnica 331
Soba mami 632
Hodnik spodaj 356
Kabinet 980
Kmečka soba 390
Soba Matjaţ 72
Soba Jernej 87
Kuhinja 370
Tabela 3 – Rezultati merjenja z Geiger-Mullerjevim števcem
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
16
4.2.2. Primerjava alfa-scintilacijske metode z metodo merjenja z Geiger-
Mullerjevim števcem
Ţelel sem primerjati rezultate meritev z alfa-scintilacijsko metodo in rezultate meritev
aktivnosti na filtrih z Geiger-Mullerjevim števcem. Ker je rezultat merjenja z alfa-
scintilacijskimi celicami podan v Bq/m3, rezultat merjenja z Geigerjevo cevjo pa samo v
impulzih in nam ne pove dejanske aktivnosti v zraku, ju ne moremo neposredno primerjati. V
ta namen sem seštel vse rezultate in izračunal, kolikšen del aktivnosti predstavlja izmerjena
aktivnost v posameznem prostoru.
Prostor N [imp] delež [%] Δ A [Bq/m3] delež [%]
Kopalnica 331 10,3 111 4,1
Soba mami 632 19,6 650 23,8
Hodnik spodaj 356 11,1 306 11,2
Kabinet 980 30,5 645 23,6
Kmečka soba 390 12,1 557 20,4
Soba Matjaţ 72 2,2 159 5,8
Soba Jernej 87 2,7 147 5,4
Kuhinja 370 11,5 159 5,8
Skupaj 3218 100,0 2734 100,0
Tabela 4 – Primerjava alfa-scintilacijske metode z metodo merjenja aktivnosti na filtru
Graf 2 – Primerjava alfa-scintilacijske metode z metodo merjenja aktivnosti na filtru
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
Kopalnica Sobamami
Hodnikspodaj
Kabinet Kmečkasoba
SobaMatjaž
SobaJernej
Kuhinja
Del
ež [
%]
Prostor
Primerjava deležev
Aktivnost na filtru Alfa-scintilacijska metoda
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
17
Komentar:
Iz zgornjega grafa je razvidno, da pri obeh merjenjih dobimo podobne relativne aktivnosti za
posamezen prostor. To pomeni, da lahko izračunamo koeficient med obema seštevkoma in ga
uporabimo za določitev pribliţne aktivnosti v spodnjih dveh meritvah, kjer merimo aktivnost
na filtru za kraški poţiralnik in klet. Izračunamo koeficient, iz grafa pa vemo, da bo potrebno
upoštevati kar veliko napako.
∑
∑
Iz izračuna je razvidno, da se konstanta nanaša na čas štetja 100 s.
Meritev z različnima metodama nisem izvajal hkrati, zato je to še dodatni dejavnik, ki vpliva,
da se deleţi ne ujemajo popolnoma. Razlike med rezultati so lahko posledica 'slabe' metode,
gotovo pa koncentracija potomcev v zraku ni bila popolnoma enaka pri obeh merjenjih. V
prihodnosti upam, da bom lahko meritve ponovno izvedel in bolj natančno preveril korelacijo
med rezultati po obeh metodah.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
18
4.2.3. Kletni prostor v gospodarskem objektu
Kletni prostor v gospodarskem objektu je skoraj v celoti vkopan v zemljo in ima zgolj eno
majhno okno. Talno površino predstavlja tanka plast betona, ki izgleda precej porozen. V
prostoru je večje število razpok, ki so lahko potencialne vstopne točke radona. Prostor je
večino časa zaprt, zato je prezračevanje minimalno (v prostor vstopimo v povprečju trikrat
tedensko).
Vzorčenje:
1. Znotraj kleti
2. Pred vhodom v klet
Skica prostora:
Slika 2 – Klet v gospodarskem objektu
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
19
Rezultati:
Opomba: Čas vzorčenja in preštevanja je enak kot v prvem delu merjenja (tv=120 s, tp=100 s).
Vrednosti N v tabeli je ţe odšteto ozadje 32 imp.
Lokacija vzorca N [imp] A [Bq/m3]
Znotraj kleti 5872 4991
Pred vhodom v klet 98 83
Tabela 5 – Rezultati merjenja aktivnosti na filtru v kleti
Izračunana aktivnost:
Opomba: Iz postopka izračuna koeficienta v prejšnjem razdelku (razdelek 4.2.2.) izvemo, da
je podatek N število impulzov v 100 s.
Komentar:
Izračunana aktivnost v kleti je precej visoka. Od meritev v hiši se razlikuje za faktor 10, hkrati
pa tudi močno presega mejno vrednost, ki je v Sloveniji 400 Bq/m3. Kljub temu je strah pred
vstopom v tak prostor nepotreben, saj se v njem ne zadrţujemo veliko časa in tako le malo
vpliva na dnevno dozo radioaktivnosti, ki jo prejmemo.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
20
4.2.4. Kraški požiralnik na sredi vasi
Kraške jame so predmet mnogih raziskav na področju merjenja radona. Tudi sam ţelim
izkoristiti priloţnost in pomeriti aktivnost v lokalnem poţiralniku. Ta je valjaste oblike s
premerom pribliţno 1 metra, v globino pa sega 3 metre. Vzorec je bil merjen tik nad dnom
poţiralnika. Poleg tega sem pomeril aktivnost vzorca na oddaljenosti 5 metrov od poţiralnika
in jih primerjal med seboj.
Vzorčenje:
1. Tik nad dnom poţiralnika
2. Zunaj poţiralnika
Skica požiralnika:
Slika 3 – Kraški požiralnik
Rezultati:
Lokacija vzorca N [imp] A [Bq/m3]
Na dnu poţiralnika 9037 7681
Zunaj poţiralnika 41 35
Tabela 6 – Rezultati merjenja aktivnosti na filtru v kraškem požiralniku
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
21
Komentar:
Aktivnost na dnu poţiralnika je ogromna, čeprav ima poţiralnik na zgornji strani majhno
odprtino. Rezultat potrjuje naša teoretična izhodišča, ki pravijo, da je kraška pokrajina bolj
izpostavljena višjim koncentracijam radona zaradi poroznosti kamnin.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
22
4.3. Meritve s kontinuirnim merilnikom
Grafi prikazujejo spreminjanje aktivnosti radona in njegovih produktov v enournih časovnih
intervalih. Komentar posameznega grafa bo pomagal bralcu razumeti izrisane krivulje. Za
vsak prostor sem izračunal tudi povprečno aktivnost radona in njegovih alfa sevajočih
razpadnih produktov v tem prostoru. Grafi so urejeni po vrsti. Najprej so prikazani rezultati
meritev merilnika RS67 in nato rezultati merilnika RS695.
Merilnik RS67
Soba Matjaž (od 6. 6. 2018 do 8. 6. 2018)
Graf 3 – Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - soba Matjaž
Povprečna aktivnost: (289 ± 20) Bq/m3
Komentar: Ţe pri prvi meritvi lahko opazimo, da aktivnost, za katero vemo, da je posledica
koncentracije radona, v prostoru niha. Največje vrednosti dobimo v jutranjem času, najmanjše
pa v popoldanskem. Ponoči koncentracija naraste. Dodatna zanimivost je ta, da smo lahko pri
meritvah absolutne koncentracije radona s pomočjo alfa-scintilacijskih celic ugotovili enako
koncentracijo radona tako v Matjaţevi sobi, kot v kuhinji, in sicer 159 Bq/m3. Pri meritvah s
kontinuirnim merilnikom smo zaznali precej višje vrednosti.
0
100
200
300
400
500
600
12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00
Soba Matjaž
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
23
Kuhinja (od 8. 6. 2018 do 10. 6. 2018)
Graf 4 – Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - kuhinja
Povprečna aktivnost: (259 ± 21) Bq/m3
Komentar: Graf, ki prikazuje aktivnost radona v kuhinji, je nekoliko manj reprezentativen.
Razlog za to je najverjetneje ta, da kuhinja povezuje različne prostore in je večkrat tudi
neposredno povezana z zunanjim pritokom zraka, saj so vrata proti hodniku le redko zaprta.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00
Kuhinja
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
24
Kmečka soba (od 10. 6. 2018 do 12. 6. 2018)
Graf 5 – Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - kmečka soba
Povprečna aktivnost: (401 ± 18) Bq/m3
Komentar: Aktivnost v kmečki sobi je precej konsistentna. Popoldne vidimo zmanjšano
aktivnost, ponoči pa aktivnost naraste. Razlog je verjetno ta, da podnevi prostor zračimo v
hodnik, kjer je manjša aktivnost radona, ponoči pa je navadno ta prostor zaprt ali pa vsaj
priprt.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00
Kmečka soba
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
25
Kabinet (od 12. 6. 2018 do 14. 6. 2018)
Povprečna aktivnost: (780 ± 16) Bq/m3
Komentar: Aktivnost radona v kabinetu je precej visoka. To ni presenetljivo, saj je prostor le
malo zračen, tlaki v prostoru pa so stari. V prostor ne zahajamo veliko, kadar pa vanj
vstopimo (to je bilo na začetku in na koncu grafa), se tamkajšnji zrak hitro premeša z zrakom
v spalnici, saj je kabinet zelo majhen. Nihanja v osrednjem delu grafa ne znam z gotovostjo
pojasniti, najverjetneje pa je to odraz sprememb v temperaturi in tlaku tekom dneva.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00
Kabinet
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
26
Merilnik RS695
Kopalnica (od 6. 6. 2018 do 8. 6. 2018)
Graf 6 – Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - kopalnica
Povprečna aktivnost: (125 ± 31) Bq/m3
Komentar: Spreminjanje aktivnosti radona v kopalnici je smiselno. V večernem in nočnem
času se aktivnost poveča. Preko dneva pa je zaradi zračenja in uporabljanja prostora aktivnost
manjša.
0
50
100
150
200
250
300
12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00
Kopalnica
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
27
Soba Jernej (od 8. 6. 2018 do 10. 6. 2018)
Graf 7 – Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - soba Jernej
Povprečna aktivnost: (142 ± 31) Bq/m3
Komentar: Tudi v svoji sobi sem opazil, da je aktivnost podnevi precej manjša kot ponoči.
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00
Soba Jernej
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
28
Hodnik spodaj (od 10. 6. 2018 do 12. 6. 2018)
Graf 8 – Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - hodnik spodaj
Povprečna aktivnost: (280 ± 23) Bq/m3
Komentar: Najniţjo aktivnost smo v hodniku zasledili v poznem popoldnevu. To je
smiselno, saj smo tedaj vsi doma in najbolj zračimo hodnik skozi vhodna vrata. Desetega
junija lahko vidimo porast aktivnosti od desete ure dalje, kar je tudi čas, ko prenehamo
odpirati vhodna vrata. Zanimivo je, da je v noči iz 11. 6. na 12. 6. aktivnost pričela naraščati
šele po prvi uri zjutraj. Spomnil sem se, da smo se tisti dan druţili pred vhodom, kar je tudi
pomenilo podaljšano zračenje prostora.
0
100
200
300
400
500
600
700
12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00 12:00:00 0:00:00
Hodnik spodaj
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
29
Spalnica (od 12. 6. 2018 do 21. 6. 2018)
Graf 9-Rezultati merjenja s kontinuirnim merilnikom - spalnica
Povprečna aktivnost: (243 ± 27) Bq/m3
Komentar: Ko sem pomeril aktivnost radona v spalnici z alfa-scintilacijskimi celicami, sem
dobil precej visoke vrednosti. Za razliko od kmečke sobe in kabineta, kjer so bili rezultati
prav tako visoki in kjer se ne zadrţujemo veliko časa, je ta prostor dnevno bolj v uporabi s
strani moje mame. Posledično sem kontinuirno meritev v tem prostori izvajal dlje časa z
namenom, da bi dobil bolj verodostojne rezultate. Merjenje je pokazalo zelo zanimive
vrednosti. V prvih dveh dneh je bila aktivnost radona v prostoru relativno visoka (okrog 700
Bq/m3). Zatem je bila aktivnost vseskozi izjemno nizka (okrog 150 Bq/m
3). Dejavnik, ki
vpliva na ta rezultat, je nedvomno prezračevanje. Prva dva dneva merjenja mame ni bilo
doma, soba pa je bila večinoma zaprta. Takoj po njeni vrnitvi vidimo upad aktivnosti. Ker
mama redno zrači svojo sobo podnevi in ponoči, je aktivnost radona precej pod mejno
vrednostjo, kot jo določa nova evropska direktiva (300 Bq/m3). Na tem primeru lahko vidimo,
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
30
kolikšen vpliv ima zračenje prostora na dozo radioaktivnosti, ki jo prejme človek zaradi
radona. Rezultat, ki je bil pred tem malce zaskrbljujoč za zdravje, se je pokazal za popolno
nerealnega, pod pogojem, da prostor dobro zračimo.
4.4. Primerjava rezultatov alfa-scintilacijske metode in merjenja s
kontinuirnim merilnikom
Primerjal sem rezultate, ki sem jih dobil pri merjenju z uporabo alfa-scintilacijskih celic in
povprečne vrednosti, ki sem jih izračunal iz rezultatov kontinuirnega merjenja. Ker je rezultat
obeh meritev podan v enoti Bq/m3, lahko aktivnosti direktno primerjamo. Iz grafa je razvidno,
da so rezultati za posamezen prostor pribliţno enaki, lahko pa se tudi razlikujejo. Na rezultat
močno vpliva zračenje prostora. To se je izkazalo v sobi moje mame. Povsod drugod, kjer
prostore manj zračimo, ni bilo takšnih odstopanj.
Graf 10 – Primerjava rezultatov alfa-scintilacijske metode in merjenja s kontinuirnim merilnikom
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Kopalnica Mami Hodnik Kabinet Kmečka Matjaž Jernej Kuhinja
A [
Bq
/m3 ]
Prostor
Primerjava rezultatov
Povprečje kontinuirnih meritev Alfa-scintilacijska metoda
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
31
ZAKLJUČEK
Prebrana literatura mi je pomagala razumeti, kako je koncentracija radona povezana z
naravnimi vplivi. Poznavanje mehanizmov vstopa radona v okolje in prostor ter vplivov, ki te
mehanizme okrepijo ali pa koncentracijo zmanjšujejo, je ključno za dobro razumevanje in
interpretiranje merskih rezultatov.
Z opravljenimi meritvami sem doumel velik spekter variabilnosti rezultatov meritev. Lahko
rečem, da je merjenje aktivnosti radona precej nekonsistentno prav zaradi dnevnih variacij in
pogojev merjenja. Rezultati, ki jih dobimo pri merjenju absolutne koncentracije, ne
predstavljajo doze radiacije, ki jo prejemamo od radona. Ta je namreč pogojena tudi z
ţivljenjskimi navadami. Za natančno določitev prejete doze sevanja od radona in njegovih
potomcev bi bilo potrebno izvesti dolgotrajne kontinuirne meritve, katerih rezultati bi
zajemali urne, dnevne in sezonske variacije.
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
32
LITERATURA IN VIRI
[1] Vaupotič J, Kobal I. (2005). Radon exposure in Slovenian kindergartens and schools.
International Congress Series 1276: 375-6.
[2] Tsapalov A, Kovler K. (2017). Indoor radon regulation using tabulated values of temporal
radon variation. Journal of Environmental Radioactivity: 59-72.
[3] Yong-jun Y, Yun-feng Z, Xio-tao D, De-xin D. (2017). A universal laboratory method for
determining physical parameters of radon migration in dry granulated porous media.
Journal of Environmental Radioactivity:135-41.Burian I, Otahal P. (2009). Radon and its
decay products in outdoor air. Applied Radiation and Isotopes 76: 881-3.
[4] Likar, A. (1994). Radon. Presek, 1994, 6, 342-345.
[5] Vaupotič J, Kobal I. (1995). Radon v naravi in v našem okolju. W: Lah A. Ur. Kemizacija
okolja in ţivljenja – do katere meje? Projekt Evropskega leta varstva narave. Ljubljana:
Slovensko ekološko gibanje, (1997): 125-144.
[6] Vaupotič J, Gregorič A. (2013). Radioaktivni ţlahtni plin radon. Didakta, letn. 22: 21-22.
[7] Effects of ionizing radiation (2006). United Nations Scientific Committee on the Effects
of Atomic Radiation. Unscear: Report to the General Assembly with Scientific Annees,
Vol II, Annex E.
[8] Council directive 2013/59/EURATOM (2013), Official Journal of European Union,
[9] Hopke P. K, Raunemaa T, Datye V, Kuuspalo K, Jensen B. (1995). Assessment of
exposure to radon and its decay products from showering in radon-laden watter. W: Indor
air An Integrated Approach: 107-110,
[10] Likar, A. (1994). Radon v okolju. Obzornik za matematiko in fiziko. 1994, 2, 59-63.
[11] Rad Elec Inc. Pridobljeno s: https://www.radelec.com/radondecay.html <25.5.2018>
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
33
PRILOGE
Priloga 1 – Tloris pritličja
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
34
Priloga 2 – Tloris prvega nadstropja
Univerza v Ljubljani – Pedagoška fakulteta Gorenc Jernej; diplomsko delo
35
Priloga 3 – Tabela merjenja z alfa-scintilacijskimi celicami