Μετρήσεις Εκροής Ραδονίου

Θάλαμοι εκροής

Ο ρυθμός εκροής οικοδομικών υλικών με σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις Ραδίου μπορεί να προσδιοριστεί με τη βοήθεια των δύο θαλάμων Ραδονίου του ΕΠΤ-ΕΜΠ, όγκου 1.8 m³ και 8.5 m³. Ο όγκος του δείγματος, το οποίο μπορεί ναι είναι και δομική μονάδα, δεν πρέπει να ξεπερνα το 10% του συνολικού όγκου του θαλάμου. Οι ακόλουθες σημαντικές περιβαλλοντικές παράμετροι, οι οποίες επηρεάζουν τα πειράματα εκροής, παρακολουθούνται στο εσωτερικό του θαλάμου μέσω αναλογοψηφιακών μετατροπέων συνδεδεμένων στο bus ενός H/Y: μεταβολές πίεσης, χρησιμοποιώντας διαφορικό μεταλλάκτη πίεσης ±50 mbar, θερμοκρασία και σχετική υγρασία. Για τη δημιουργία σωματιδίων χρησιμοποιείται σύστημα παραγωγής αερολύματος.

Για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης του ραδονίου στο περιβάλλον του θαλάμου μπορούν να χρησιμοποιηθούν τέσσερις μέθοδοι:

• Τοποθέτηση ενεργού ανιχνευτή Ραδονίου στο εσωτερικό του θαλάμου, με συνεχή παρακολούθηση μέσω θύρας RS-232.
• Απομάστευση 15-20% του όγκου αερίου το θαλάμου μέσω φίλτρου και α-φασματοσκοπική ανάλυση των θυγατρικών του ραδονίου Po-218 και Po-214, χρησιμοποιώντας ανιχνευτή PIPS.
• Απομάστευση 15-20% του όγκου αερίου το θαλάμου μέσω φίλτρου και γ-φασματοσκοπική ανάλυση των θυγρατρικών του ραδονίου Pb-214 και Bi-214 χρησιμοποιώντας ανιχνευτή Ge.
• In-situ μέτρηση της συγκέντρωσης θυγρατρικών στο εσωτερικό του θαλάμου, χρησιμοποιώντας ανιχνευτή NaI διαστάσεων 2×2″ με προσθήκη Am-241, ο οποίος καταγράφει την επιφάνεια κάτω από την φωτοκορυφή του Bi-214 στα 609 keV.

Για τη βαθμονόμηση των θαλάμων χρησιμοποιήθηκε πηγή Pylon 2000A ονομαστικής ενεργότητας 102.8 kBq, πιστοποιημένη με αναφορά στο NIST. Σύμφωνα με συστηματικά αποτελέσματα που έχουν ληφθεί σε ατμόσφαιρα καθαρού αζότου, στην περιοχή συγκεντρώσεων 0.1-30 kBq/m³, θερμοκρασιών 19-21° C και σχετικής υγρασίας 30-40%, η απόδοση συλλογής κατά τη δειγματοληψία 160L αερίου μέσω φίλτρου 37mm από μικροίνες γυαλιού για 5 min, προσδιορίστηκε ίση με 10±5 %. Επιπλέον, προκαταρκτικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η απόδοση συλλογής αυξάνει καθώς η συγκέντρωση αερολύματος στο εσωτερικό του θαλάμου αυξάνει, εως και τέσσερις φορές.

Αποτελέσματα μετρήσεων ρυθμού εκροής

Για τον υπολογισμό του ρυθμού εκροής πραγματοποιήθηκε προσαρμογή ελλαχίστων τετραγώνων της καμπύλης ανάπτυξης του ραδονίου για τα υλικά που εξετάστηκαν. Για το σκοπό αυτό κάθε δείγμα τοποθετήθηκε στο θάλαμο για περίοδο περίπου 20 ημερών. Οι ενεργές σταθερές διάσπασης που προσδιορίστηκαν δεν διέφεραν σημαντικά από τη σταθερά διάσπασης του Rn-222. Η συνολική αβεβαιότητα των υπολογισμών ήταν περίπου 25%. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν, δείγματα τσιμέντου με συγκέντρωση Ra-226 στην περιοχή 100--140 Bq/kg εμφανίζουν ρυθμούς εκροής μεταξύ 15--20 µBq / kg s ( (Louizi 94, Louizi 94c). Δείγματα τούβλου που κονιοποιήθηκαν σε διάμετρο μικρότερη από 90 µm, με συγκεντρώσεις Ra-226 στην περιοχή 28-48 Bq/kg εμφανίζουν ρυθμούς εκροής μεταξύ 3-10 µBq / kg s.

Επιπλέον, ελέγχθηκαν δύο τυπικές ελληνικές δομικές μονάδες, ένας τοίχος από τούβλο και ένας από τσιμέντο, επιφάνειας εκροής 1 m², κατασκευασμένες από πρώτες ύλες με στις οποίες ανιχνεύθηκαν οι υψηλότερες συγκεντρώσεις Ra-226. Ο ρυθμός εκροής του τοίχου από τούβλα, η συγκέντρωση Ra-226 του οποίου υπολογίστηκε ίση με 40 Bq/kg, βρέθηκε ίση με 2 mBq/m² s, ενώ αυτή του τοίχου από τσιμέντο με συγκέντρωση Ra-226 ίση με 26 Bq/kg βρέθηκε ίση με 3 mBq/m² s. Θεωρώντας ένα τυπικό Ελληνικό δωμάτιο (4m × 4m × 3.5m) κατασκευασμένο από υλικά με αυτούς τους ρυθμούς εκροής, και ένα ρυθμό ανταλλαγής αέρα ίσο με 0.5/h, η μέγιστη συγκέντρωση Ραδονίου εκτιμάται ίση με 34 Bq/m³, η οποία είναι πολύ χαμηλότερη από το όριο δράσης των 150 Bq/m³.