Измерение радона в различных средах

1. Измерение радона в различных средах Кривашеев Сергей Владимирович к.ф.-м.н., с.н.с. МИФИ Исполнительный директор ООО «НТМ-Защита» (г.Москва) тел. (095) 323-9279, факс (095) 324-4394 E-mailkrivs@radon.mephi.ru www.ntm.ru • Радон и его воздействие на человека • Особенности измерения радона в различных средах • Методы и средства измерения радона и его ДПР • Новое о радоне

2. изотопы радона радон -222 (222Rn) радон -220 (220Rn) или торон ДПР радона ДПР торона Нейтральный газ радон • Что такое радон?

3. 238U 4.47*109 г. 234U 2.45*105 г. (2.3) 234Pam 1.17 мин. (4.15,4.20) (4.72,4.78) 230Th 7.54*104г. 234Th 24.1 дней (0.10,0.20) (4.62,4.69) 226Ra 1600 г. (4.60,4.78) 222Rn 3.82 дней (5.49) 218Po 3.04 мин. 214Po 164 мкс. 210Po 138 дней (1.16) (3.27,1.54,1.50) 214Bi 19.9 мин. 210Bi 5.01 дней (6.00) (7.69) (5.30) 214Pb 26.8 мин. 210Pb 22.3 г. 206Pb Стабильный (0.67,0.72,1.02) (0.02,0.06) Схема распада 238U (в скобках указана энергия в МэВ соответствующего излучения).

4. Ядерно-физические характеристики радия, радона, торона и ДПР

5. Энергия и пробег в воздухе a-частиц,испускаемых радоном, тороном и ДПР

6. Немного формул Формулы CRn экв=nRn∙FRn= 0,104 nRaA+ 0,514 nRaB + 0,382 nRaC' где: nRn, nRaA, nRaB, nRaC’ - ОА радона и его ДПР (RaA, RaB, RaC’) в Бк/м3 соответственно; • FRn - коэффициент равновесия между радоном и его ДПР. • Величина nRn*FRn пропорциональна дозе, поглощенной в единицах "скрытой энергии" α-излучения ДПР радона в МэВ/л. ЭРОА=F∙ОА F=0,1÷1  F=0,5 • Для перехода к дозе необходимо умножить ЭРОА радона на коэффициент, равный 34,6 МэВ/л·Бк.

7. Немного истории История • высокая смертность австрийских горняков в XV-XVI в.в. от таинственной "горной болезни" при добыче свинцовых руд. В районе Jachymov руду добывали на поверхности земли или неглубоко под землей, а в районе Scneeberg (Саксония, Германия) руду добывали в глубоких шахтах, глубина которых достигала 400 м. уранинит. В экспериментах именно с уранинитом, добытым в районе Jachymov, Беккерель открыл явление радиоактивности, а Пьер и Мари Кюри обнаружили и выделили радий. • в 1879 г. Хартинг и Хессе описали это профессиональное заболевание горняков как рак легких • после второй Мировой войны по директиве правительства Советского Союза началось интенсивное производство урана в 1946 году в районе исторической добычи Schneeberg (Восточная Германия) и в 1948 году – в Богемии (Чехословакия). В том же 1946 году началась добыча урана во Франции

8. Продолжение истории История • только в 1951 году Уильям Ф. Бэйл, сотрудник Университета Рочестер (США), выдвинул идею о том, что продукты распада радона могут быть агентами, вызывающими рак легких у рабочих подземных рудников • с 1987 года Международный Центр по Исследованию Раковых Заболеваний (CIRC, Лион, Франция) классифицирует продукты распада радона как канцерогены, вызывающие рак легких у людей (Группа 1 классификации IARC канцерогенов) • В 1994 году под руководством Национального Института Раковых Заболеваний (США) было проведен объединенный анализ данных по обследованиям 11 трудовых коллективов подземных рудников. Этот анализ проводился на основе данных по более чем 65 тыс. рабочих и 2620 случаев заболевания раком легких. • некоторые данные указывают на то, что дети могут быть более чувствительными к радону, чем взрослые

9. Источники поступления радона в помещение • Блочные стены • Канализационные трубы • Трещины в полу • Места стыков стен и пола • Сточный колодец. • Система водоснабжения. с потребляемой водой и газом!!!

10. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ И ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДОНА В ЗДАНИЯ • наличие путей проникновения в здание; • движущая сила, побуждающая радон поступать внутрь здания Для конвективного воздухообмена в здании важны – • погодные эффекты (зксфильтрация и инфильтрация); • особенности конструкции здания; • деятельность лиц, проживающих в здании (вентиляционные и отопительные приборы, характер).

11. Сопоставление мощностей различных источников радона в типичном доме Годовые дозы облучения населения от различных источников: • естественный фон - 22%; • облучение населения продуктами распада радона - 43%; • использование ионизирующих излучений в медицине - 34%; • выпадения продуктов ядерных испытаний - 0.7%; • атомная энергетика и прочие техногенные источники -0.3%. В зонах с умеренным климатом ОА радона в закрытых помещениях в среднем в 8 раз выше, чем в наружном воздухе.

12. Некоторые замечания относительно стройматериалов • По значению коэффициента эманирования все строительные материалы можно разбить на две группы: не подвергавшиеся и подвергавшиеся при их изготовлении высокотемпературной обработке • коэффициент эманирования стройматериалов снижается в результате высокотемпературной обработки в среднем в 15-20 раз • к материалам первой группы можно отнести силикатный кирпич, щебень, гравий, песок, песчано-гравийную смесь и т.д. • к материалам второй группы - красный кирпич, зола, цемент, керамзитовый гравий, шлак с коэффициентом эманирования 1-2%, в том числе и туф-порода вулканического происхождения

13. Коэффициенты эманирования (η) и эффективная удельная активность СRa·η в стройматериалах

14. Торон (220Rn) • В силу малого периода полураспада торона его ОА должна быть максимальной вблизи стен и потолка, выделяющих его. • Постоянная распада торона (λ=45,12 ч-1) значительно больше постоянной распада радона (7,555*10-1). Поэтому длина диффузии торона меньше длины диффузии радона в 77,3 раза По этой причине равновесная ОА торона устанавливается в помещении через несколько минут после изменения какого-нибудь параметра, влияющего на нее. ОА торона оказывается практически не зависящей от кратности воздухообмена! • Сильный ветер может привести к выдуванию торона из стен, что эквивалентно увеличению длины диффузии. Это обусловит увеличение скорости эманации и ОА торона в воздухе помещения. • Эманация торона из почвы под зданием не вносит существенного вклада в ОА торона в воздухе помещения, поскольку за время диффузии торона через щели в полу он практически полностью распадается.

15. Нормативы ЭРОА радона в воздухе жилых зданий, Бк/м3 До 1980г. ни в одной стране не устанавливались нормативы на содержание радона и его ДПР в помещениях

16. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ РАДОНА В ПОМЕЩЕНИЯХ • ВРЕМЕННЫЕ КРИТЕРИИ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ • утверждены Главным государственным санитарным врачом СССР 10.06.91 г. № 5189-91 на срок действия до 01.01.94 г. • Нормативная основа начала радонового контроля в СССР!!! • - при проектировании новых зданий жилого и социально-бытового назначения среднегодовая ЭРОА в воздухе не должна превышать 100 Бк/м3; • - в построенных зданиях ЭРОА не должна превышать 200 Бк/м3, при больших ее значениях должны проводиться защитные мероприятия. • Замечание по нормированию в РФ Во всех странах (Франция?) нормируется ОА радона

17. Снова формулы ЭРОА=F∙ОА Нормируется среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность радона (ЭРОА) А как же торон?

18. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ РАДОНА В ПОМЕЩЕНИЯХ. НРБ-99. • НОРМЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ (НРБ-99) СП 2.6.1.758—99: Минздрав России, 1999. Концентрация радона-222 в воде не превышает 60 Бк/кг (120 Бк/кг) Среднегодовое значение ЭРОА изотопов радона в воздухе: Аэкв=Аэкв, Rn + 4,6∙Аэкв, Tn

19. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ СОДЕРЖАНИЕ РАДОНА В ПОМЕЩЕНИЯХ. ОСПОРБ-99. • ОСПОРБ-99 П. 5.2.3. При выборе участков территорий под строительство жилых домов и зданий социально-бытового назначения предпочтительны участки с гамма-фоном, не превышающим 0,3 мкГр/ч и плотностью потока радона с поверхности грунта не более 80 мБк/(м2с). При отводе для строительства здания участка с плотностью потока радона более 80 мБк/(м 2 с) в проекте здания должна быть предусмотрена система защиты от радона (монолитная бетонная подушка, улучшенная изоляция перекрытия подвального помещения и др.). Необходимость радонозащитных мероприятий при плотности потока радона с поверхности грунта менее 80 мБк/(м2с) определяется в каждом отдельном случае по согласованию с органом государственной санитарно-эпидемиологической службы. П. 5.1.2. Для строительства зданий производственного назначения следует выбирать участки территории, где плотность потока радона с поверхности грунта не превышает 250 мБк/(м2с). При проектировании строительства здания на участке с плотностью потока радона с поверхности грунта более 250 мБк/(м2с) в проекте здания должна быть представлена система защиты от радона.

20. ПРОВЕДЕНИЕ РАДИАЦИОННО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙМУ 2.6.1.715-98 • Издание официальное!!! • Впервые где и сколько измерять • F=0,5 • Есть форма протокола • Объем контроля должен быть согласован с территориальным Центром Госсанэпиднадзора. • Проводят оценку верхней границы ЭРОА порезультатам измерений за период до 1 - 2 недель с учетом коэффициента вариации во времени VRn(t) и основных погрешностей применяемых СИ: (ЭРОАRn+∆Rn)∙ VRn(t) + 4.6∙(ЭРОАTn+∆Tn) < 100 Бк/м3 • При отсутствии данных о фактических значениях VRn(t) их принимают по таблице в зависимости от продолжительностиизмерения.

21. МУ 2.6.1.715-98 (Продолжение) • Очень интересная таблица • Измерения ЭРОА торона проводятся не менее чем в 30% обследуемых помещений. Если по результатам этих измерений выполняется условие: ЭРОАTn / ЭРОАRn < 0.02 , то в остальных выбранных для обследования помещениях измерения ЭРОА Tnне проводятся, а проверка основного условия осуществляется с использованием среднего значения ЭРОА торона, вычисленного из сделанных измерений. • При измерениях приборы следует располагать: не ниже 50 см от пола, не ближе 25 см от стен и 50 см от нагревательных элементов, кондиционеров, окон и дверей. • В каждом обследуемом помещении проводится, как правило, одно измерение ЭРОА изотопов радона. При больших размерах помещения количество измерений увеличивается из расчета: одно измерение на каждые 50 квадратных метров.

22. Продолжение обсуждения документа «ПРОВЕДЕНИЕ РАДИАЦИОННО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ»МУ 2.6.1.715-98 • Впервые, наряду с ППР появляется ОА в почве • Появляются понятие категории потенциальной радоноопасности территории Ворчание • много СИ в Приложении, не внесенных в Госреестр, в том числе зарубежных и изготовленных в Санкт-Петербурге; • две страницы рекламы; • про нас почти нет.

23. Недавно выпущенные нормативные документы ВЫБОРОЧНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ Методические рекомендации,—М.: Минздрав России. Утв. 29.08.00 № 11—2/206—09. F=0,4 !!! • Выбор места измерения из этого документа дублируется в последующем в МУ 2.6.1.1088-02 (Приложение 4) • Нужно измерять ЭРОА в атмосфере для территории не менее чем в 3-х точках • Появление дозового коэффициента п.4.13 ф.20 ЕRn = 0,054·Аэкв , мЗв/год Ворчание. Неудачная попытка поговорить с исполнителями на языке математики Есть хорошая формула:

24. ОЦЕНКА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЭФФЕКТИВНЫХ ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯМУ 2.6.1.1088-02 • Евн.,Rn = 9,0∙10-6∙8800∙(0,2Аэкв.ул. + 0,8Аэкв.зд.) = = 0,01584∙(Аэкв.ул. + 4Аэкв.зд.), мЗв/год 9,0 • 10-6 - дозовый коэффициент в соответствии с докладом НК ДАР ООН за 2000г. [мЗв/(час∙Бк/м3)] • среднемировое ЭРОА Аэкв.ул. = 6,5 Бк/м3

25. ОЦЕНКА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЭФФЕКТИВНЫХ ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯМУ 2.6.1.1088-02 Приложение 4 (справочное) • Объем выборки обследуемых жилых единиц (квартир и односемейных жилых домов) следует определять из расчета не менее 1 % от их общего числа в регионе. • В населенных пунктах с малым числом жителей плотность выборки следует увеличивать в кратное число раз, например, 2, 5, 10 и даже 100 %, исходя из условия, чтобы в каждом населенном пункте по возможности было обследовано не менее 20 жилых единиц. 1) проводится оконтуривание зон с низкой, средней и высокой потенциальной радоноопасностью, исходя из: • геолого-геофизических характеристик мест застройки (ОА радона в воздухе пор грунта на глубине 0,5—1,0 м, ППР с поверхности почвы, зоны геологических разломов) • строительных и конструктивных характеристик зданий 2) оценивается число жителей в каждой из зон; число обследуемых жилых единиц в этих зонах принимается пропорциональным числу жителей в них • При отсутствии или низкой достоверности информации о степени радоноопасности, число обследуемых жилых единиц принимается пропорциональным числу жителей в каждом районе, микрорайоне и т. д. Следует выделять несколько основных типов зданий, исходя из: • этажности здания • типа межэтажных перекрытий (деревянные, бетонные) • наличия подвалов под зданием и др.

26. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО ОГРАНИЧЕНИЮ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ ЗА СЧЕТ ПРИРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯСП 2.6.1.1292—03 • ЭРОА радона в воздухе зоны дыхания (рабочей зоны) - 310 Бк/м3для всех • ЭРОА торона в воздухе зоны дыхания - 68 Бк/м3 • Если не удается снизить до 100 Бк/м3, то решается вопрос о перепрофилировании здания • Акцент на фосфорные удобрения и мелиоранты • В приложении есть таблица основных характеристик природных радионуклидов, в том числе космогенных радионуклидов

27. САНИТАРНЫЕ ПРАВИЛА ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОБЪЕКТАХНЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА РОССИИСанитарные правила СП 2.6.1.1291-03 • ЭРОА радона в воздухе зоны дыхания (рабочей зоны) - 310 Бк/м3 • ЭРОА торона в воздухе зоны дыхания - 68 Бк/м3 • 1-2 мЗв/год – контроль на рабочих местах • 2-5 мЗв/год – постоянный контроль в соответствии с программой радиационного контроля • 5 мЗв/год и более – программы по снижению, при невозможности работники по условиям труда к персоналу группы А • !!! измерение ЭРОА изотопов радона в воздухе с суммарной погрешностью не более 30 % при значениях выше 25 Бк/м3 - для ЭРОА радона, и выше 5Бк/м3 - для ЭРОА торона • дозовый коэффициент d = 0,78·10-5 мЗв/(ч·Бк/м3) • при времени работы 2000 ч в год d = 1,56·10-2 мЗв/(Бк/м3)

28. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К УСТРОЙСТВУ, ОБОРУДОВАНИЮ И ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДОНОВЫХ ЛАБОРАТОРИЙ, ОТДЕЛЕНИЙ РАДОНОТЕРАПИИСанитарные правила СП 2.6.1.1310—03 • Допустимая среднегодовая объемная активность (ДОА) короткоживущих дочерних продуктов радона-222 в величинах эквивалентной равновесной активности и по скрытой энергии их распада в воздухе производственных и смежных помещений* * СДПР=34,5 Сэкв • Расписана периодичность контроля в разных помещениях и на разных этапах подготовки растворов

29. Обеспечение радиационной безопасности при строительствев Московской области ТСН РБ-2003 МО • С 1 сентября 2004 года Распоряжением Минмособлстроя от 20.07.04 г. № 38 введены в действие территориальные строительные нормы Московской области «Требования по обеспечению радиационной безопасности при строительстве в Московской области» - ТСН РБ-2003 МО, зарегистрированные Департаментом строительства и ЖКХ Минпромэнерго России под номером ТСН 23-354-2004 Московской области. • Проф., доктор технич. наук Л.А. Гулабянц • Заведующий отд. РГ ЦГСЭН в Московской области Тучкевич Е.А. • Зам. ген. директора ООО ТЭЦ «Немчиновка» Ратников П.В.

30. Нормативы на ППРТСН РБ-2003 МО

31. То, что не понравилось ГП «ВНИИФТРИ».Контрольные уровни.ТСН РБ-2003 МО. • ЭРОА по результатам краткосрочных измерений (менее 1 часа) не должна превышать во время отопительного периода 60 Бк/м3, а вне отопительного периода 40 Бк/м3 при значениях коэффициента равновесия ( F ) не менее 0,6 ( контрольные уровни). • Независимо от категории радоноопасности грунтов в цоколе здания должны предусматриваться продухи, обеспечивающие естественную вентиляцию техподполья (подвала) наружным воздухом с кратностью воздухообмена не менее 0,3 ч-1

32. Минимальный требуемый объем измеренийППР. ТСН РБ-2003 МО. • Приплощади здания S > 1200 м2 объемы измерений допускается сократить в 2 раза

33. Годовые измерения ППР НИИ СФ (Л.А.Гулабянц, Б.Ю.Заболотский)14.03.2002÷27.03.2003

34. Результаты измерений (продолжение)

35. Перерыв 20 минут!!! • После перерыва о нюансах при измерениях и средствах измерения (СИ) радона