Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
i
SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU
ODJEL ZA FIZIKU
IVAN GVERIĆ
MJERENJE RADONA U ZRAKU NA PODRUČJU
GRADA VELIKE GORICE I OKOLNIH OPĆINA
Diplomski rad
Predložen Odjelu za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera u Osijeku
radi stjecanja zvanja profesora fizike i tehničke kulture s informatikom
Osijek 2011
ii
Sadržaj
1 Uvod 1
2 Radioaktivnost 2
21 Otkriće radioativnosti 2
22 Zakon radioaktivnog raspada 6
23 Alfa raspad 7
24 Beta raspad 7
25 Gama raspad 9
26 Zračenje 10
27 Prirodni izvori zračenja 10
28 Umjetni izvori zračenja 12
29 Biološki efekti zračenja 13
210 Detekcija radioakivnog zračenja 14
3 Radon 17
31 Izotopi radona 18
32 Izvori radona 19
33 Koncentracije radona u kućama 20
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona 21
4 Eksperimentalni dio 23
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle 23
42 Izrada detektora 24
43 Postavljanje i prikupljanje detektora 25
44 Jetkanje filmova 26
45 Brojanje tragova i statistička obrada 28
5 Rezultati i rasprava 32
6 Zaključak 37
7 Literatura 38
iii
Ovaj diplomski rad je izrađen u Osijeku pod vodstvom prof dr sc Vanja Radolić u sklopu
Sveučilišnog diplomskog studija fizike i tehničke kulture s informatikom na Odjelu za fiziku
Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku
iv
Sveučilište J J Strossmayera Diplomski rad
Odjel za fiziku
MJERENJE RADONA U ZRAKU NA PODRUČJU GRADA VELIKE
GORICE I OKOLNIH OPĆINA
IVAN GVERIĆ
Sažetak
U uvodnom dijelu diplomskog rada opisani su tipovi radioaktivnosti zakon radioaktivnog raspada a navedene su i vrste i izvori zračenja Zatim su definirane osnovne dozimetrijske veličine i njihove mjerne jedinice Detaljno su opisane fizikalno-kemijske karakteristike radona i njegovih kratkoživućih potomaka Opisan je način na koji radon ulazi u kuće te kako postupci prevencije njegova ulaska tako i postupci smanjenja povišene koncentracije radona u kućama Objašnjen je štetan utjecaj radona na zdravlje čovjeka kao razlog zbog kojeg se i vrši istraživanje koncentracije radona u kućama
U eksperimentalnom dijelu rada objašnjena je metoda mjerenja radona pomoću detektora nuklearnih tragova Detaljno je opisan način izrade postavljanja i prikupljanja detektora kao i sama obrada rezultata mjerenja Dobiveni podaci predstavljeni su tablično i grafički izradom dva zemljovida radonske koncentracije po administrativnim jedinicama (grad Velika Gorica i okolne općine) te mrežnim pristupom Izmjerene koncentracije radona u kućama su bile u intervalu od 340 do 6938 Bq m-3 a srednji ravnotežni faktor iznosi 049 Prema tome srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent za radon i njegove kratkoživuće potomke za stanovnike grada Velike Gorice i okolnih općina iznosi 31 mSv
(39 stranica 32 slika 3 tablica 17 literarnih navoda) Rad je pohranjen u knjižnici Odjela za fiziku
Ključne riječi detektori nuklearnih tragova radon u zraku Velika Gorica
Mentor prof dr sc Vanja Radolić
Ocjenjivači doc dr sc Denis Stanić mr sc Slavko Petrinšak
Rad prihvaćen 27 lipnja 2011
v
J J Strossmayer University in Osijek Bachelor of Science Thesis
Department of Physics
MEASUREMENT OF RADON IN THE AIR ON THE AREA OF CITY
VELIKA GORICA AND NEIGHBOURING MUNICIPALITIES
IVAN GVERIĆ
Abstract
In the introductory part of bachelor thesis the types of radioactivity law of radioactivity as well as the meaning of radioactivity in general are described The basic dosimetric quantities and its units are defined After that the physical and chemical properties of radon and its short-lived progeny are introduced The sources of radon are specified and the mechanisms of entering the houses as well as the importance of protecting and decreasing radon levels in houses are emphasized The impact of radon issue on public health and related experimental research are commented
In experimental part of this thesis the method of radon measurement by nuclear track etched detectors is described The way of producing setting up and collecting of detectors as well as the way of their analysis is briefly described The obtained data are presented in tabular and graphical ways Two indoor radon maps are produced one using administrative borders of city of Velika Gorica and neighbouring municipalities and the other using grid cell approach Indoor radon concentrations were in range from 340 to 6938 Bq m-3 The averaged equilibrium factor was 049 The population of the city of Velika Gorica and several neighbouring municipalities receive the annual effective dose equivalent due to radon and its short-lived progeny of 31 mSv
(39 pages 32 figures 3 tables 17 references)
Thesis deposited in Department of Physics library
Keywords track etced detectors radon in the air Velika Gorica
Supervisor Vanja Radolić PhD Associate Professor
Reviewers Denis Stanić PhD Assistant Professor amp Slavko Petrinšak MSc
Thesis accepted June 27th 2011
1
1 Uvod
Ljudi i drugi živi organizmi su svakodnevno izloženi prirodnoj radioaktivnosti koja se
nalazi u zemlji vodi zraku i hrani te su takva zračenja normalna i sastavni dio naše okoline u
kojoj živimo Od ukupne količine zračenja kojemu je čovjek izložen 82 otpada na prirodna
zračenja a radon i njegovi kratkoživući potomci su odgovorni za čak polovinu tog zračenja
Radon je plin bez boje i mirisa radioaktivan je radiotoksičan i kancerogen ako se udiše
Radon je potomak uranija prirodnog minerala u stijenama i zemlji Većina radona koji ulazi u
građevine dolazi upravo direktno iz zemlje u neposrednom dodiru s građevinom ispod podruma
ili temelja Radon se također nalazi i u vodi pa tako sa svakom uporabom vode u kućanstvu
(tuširanje pranje odjeće i dr) ulazi u naše domove Radon ne možemo uočiti ljudskim osjetilima
i spriječiti da ga ne udahnemo a on i njegovi kratkoživući potomci mogu biti jako opasni za
ljudsko zdravlje Naime znanstveno je dokazano da je radon drugi uzročnik karcinoma pluća
odmah nakon konzumiranja duhanskih proizvoda U slučaju povećane koncentracije radona u
prostoriji u kojoj boravimo povećava se i rizik od obolijevanja Njegova koncentracija se može
smanjiti pravilnim ventilacijskim sustavom
Na Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku izvodi se znanstveno-
istraživački projekt bdquoRadioaktivnost u okolišu detekcija i primjenaldquo u kojem se istražuje radon
u RH Cilj ovog diplomskog rada je bio izvršiti mjerenja radona u kućama u široj okolici Velike
Gorice
Diplomski rad se sastoji od uvodnog dijela gdje sam naveo osnovne pojmove vezane uz
radioaktivnost središnjeg dijela u kojem sam opisao osnovna svojstva radona te
eksperimentalnog dijela u kojem sam opisao način mjerenja koncentracije radona Na kraju su
prikazani rezultati mjerenja za grad Veliku Goricu i okolne općine
2
2 Radioaktivnost
Radioaktivnost je svojstvo nekih vrsta atoma da im se jezgre spontano mijenjaju i pri tome
emitiraju energiju zračenjem Ta se promjena jezgre naziva radioaktivni raspad
Radioaktivno zračenje mijenja strukturu i svojstva materijala kroz koji prolazi Pri tome je
najznačajniji efekt ionizacija odnosno izbijanje elektrona iz elektronskog omotača nekog atoma
Atomi i molekule se normalno nalaze u neutralnom stanju tj broj pozitivnih protona u
jezgri jednak je broju negativnih elektrona u ljusci Ako atom uslijed sudara s drugom česticom
(npr fotonom drugim elektronom jezgrom helija) izgubi elektron novonastali atom se naziva
ion i njegova svojstva uvelike se razlikuju od originalnog atoma Čestice koje imaju dovoljno
energije da izbace elektron iz ljuske emitiraju ionizirajuće zračenje
Ljudi su izloženi ionizirajućem zračenju od Sunca stijena tla prirodnih izvora u ljudskom
tijelu padalina koje su rezultat nuklearnih testiranja nekih potrošačkih proizvoda i radioaktivnih
materijala koje ispuštaju bolnice te nuklearna postrojenja i termoelektrana Većim dozama
zračenja izloženi su piloti astronauti radnici u nuklearnim postrojenjima te medicinsko osoblje
Na slici 1 je prikazana međunarodna oznaka za radioaktivne materijale
Slika 1 Međunarodna oznaka za radioaktivnost
21 Otkriće radioaktivnosti
Rendgensko zračenje posebno njegova primjena u medicini danas je dobro poznata široj
javnosti ali prije stotinjak godina njegovo postojanje nije bilo poznato
3
To se promijenilo slučajnim otkrićem Nijemca Wilhelma Conrada Roumlntgena (Slika 2) a u
tom započetom procesu ne samo što je napokon objašnjena priroda tog fenomena već je
otkrivena i radioaktivnost
Slika 2 Wilhelm Conrad Rontgen (1845‐1923)
Tijekom 1895 Roumlntgen je ispitivao učinke katodnih zraka izvan vakuumskih cijevi U
pripremi jednog od takvih eksperimenata testirao je aparaturu u mraku i zamijetio nekakvo
svjetlucanje kristalića na stolu koji su bili udaljeni metar od eksperimentalne aparature kad god
bi uključio visoki napon Pošto se u ponovljenim pokušajima događalo isto upalio je šibicu i
shvatio da svjetlucanje dolazi od kristala koji je tu bio odložen čekajući neki od sljedećih
eksperimenata Kristaliće je pokušao zastrijeti knjigom krpom metalom ali oni su i dalje
svjetlucali Nakon nekoliko tjedana rada u tajnosti objavljuje knjigu bdquoo jednoj vrsti zrakaldquo U
radu je istaknuo razliku koju je uočio između ponašanja katodnih zraka i zraka koje je nazvao X-
zrakama Tako te novootkrivene nije uspio otkloniti magnetom pa je pretpostavio njihovu
sličnost sa zrakama svjetlosti Svijet saznaje za postojanje rendgenskih ili X-zraka
Roumlntgen je umro 1923 od raka Vjeruje se da rak nije bio posljedica njegovog rada s
ionizirajućim zračenjem jer je u tim istraživanjima proveo samo kratko vrijeme a bio je jedan
od rijetkih pionira istraživanja radioaktivnosti koji je redovito koristio olovnu zaštitu
Henry Becquerel (Slika 3) se 1896 godine bavio proučavanjem svjetlucanja prirodno
fluorescentnih elemenata Izlagao je uranijeve soli Suncu te ih umatao u tamni papir i stavljao na
fotografske ploče uvjeren da uranij upija energiju od Sunca te ju emitira u obliku rendgenskih
zraka
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
ii
Sadržaj
1 Uvod 1
2 Radioaktivnost 2
21 Otkriće radioativnosti 2
22 Zakon radioaktivnog raspada 6
23 Alfa raspad 7
24 Beta raspad 7
25 Gama raspad 9
26 Zračenje 10
27 Prirodni izvori zračenja 10
28 Umjetni izvori zračenja 12
29 Biološki efekti zračenja 13
210 Detekcija radioakivnog zračenja 14
3 Radon 17
31 Izotopi radona 18
32 Izvori radona 19
33 Koncentracije radona u kućama 20
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona 21
4 Eksperimentalni dio 23
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle 23
42 Izrada detektora 24
43 Postavljanje i prikupljanje detektora 25
44 Jetkanje filmova 26
45 Brojanje tragova i statistička obrada 28
5 Rezultati i rasprava 32
6 Zaključak 37
7 Literatura 38
iii
Ovaj diplomski rad je izrađen u Osijeku pod vodstvom prof dr sc Vanja Radolić u sklopu
Sveučilišnog diplomskog studija fizike i tehničke kulture s informatikom na Odjelu za fiziku
Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku
iv
Sveučilište J J Strossmayera Diplomski rad
Odjel za fiziku
MJERENJE RADONA U ZRAKU NA PODRUČJU GRADA VELIKE
GORICE I OKOLNIH OPĆINA
IVAN GVERIĆ
Sažetak
U uvodnom dijelu diplomskog rada opisani su tipovi radioaktivnosti zakon radioaktivnog raspada a navedene su i vrste i izvori zračenja Zatim su definirane osnovne dozimetrijske veličine i njihove mjerne jedinice Detaljno su opisane fizikalno-kemijske karakteristike radona i njegovih kratkoživućih potomaka Opisan je način na koji radon ulazi u kuće te kako postupci prevencije njegova ulaska tako i postupci smanjenja povišene koncentracije radona u kućama Objašnjen je štetan utjecaj radona na zdravlje čovjeka kao razlog zbog kojeg se i vrši istraživanje koncentracije radona u kućama
U eksperimentalnom dijelu rada objašnjena je metoda mjerenja radona pomoću detektora nuklearnih tragova Detaljno je opisan način izrade postavljanja i prikupljanja detektora kao i sama obrada rezultata mjerenja Dobiveni podaci predstavljeni su tablično i grafički izradom dva zemljovida radonske koncentracije po administrativnim jedinicama (grad Velika Gorica i okolne općine) te mrežnim pristupom Izmjerene koncentracije radona u kućama su bile u intervalu od 340 do 6938 Bq m-3 a srednji ravnotežni faktor iznosi 049 Prema tome srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent za radon i njegove kratkoživuće potomke za stanovnike grada Velike Gorice i okolnih općina iznosi 31 mSv
(39 stranica 32 slika 3 tablica 17 literarnih navoda) Rad je pohranjen u knjižnici Odjela za fiziku
Ključne riječi detektori nuklearnih tragova radon u zraku Velika Gorica
Mentor prof dr sc Vanja Radolić
Ocjenjivači doc dr sc Denis Stanić mr sc Slavko Petrinšak
Rad prihvaćen 27 lipnja 2011
v
J J Strossmayer University in Osijek Bachelor of Science Thesis
Department of Physics
MEASUREMENT OF RADON IN THE AIR ON THE AREA OF CITY
VELIKA GORICA AND NEIGHBOURING MUNICIPALITIES
IVAN GVERIĆ
Abstract
In the introductory part of bachelor thesis the types of radioactivity law of radioactivity as well as the meaning of radioactivity in general are described The basic dosimetric quantities and its units are defined After that the physical and chemical properties of radon and its short-lived progeny are introduced The sources of radon are specified and the mechanisms of entering the houses as well as the importance of protecting and decreasing radon levels in houses are emphasized The impact of radon issue on public health and related experimental research are commented
In experimental part of this thesis the method of radon measurement by nuclear track etched detectors is described The way of producing setting up and collecting of detectors as well as the way of their analysis is briefly described The obtained data are presented in tabular and graphical ways Two indoor radon maps are produced one using administrative borders of city of Velika Gorica and neighbouring municipalities and the other using grid cell approach Indoor radon concentrations were in range from 340 to 6938 Bq m-3 The averaged equilibrium factor was 049 The population of the city of Velika Gorica and several neighbouring municipalities receive the annual effective dose equivalent due to radon and its short-lived progeny of 31 mSv
(39 pages 32 figures 3 tables 17 references)
Thesis deposited in Department of Physics library
Keywords track etced detectors radon in the air Velika Gorica
Supervisor Vanja Radolić PhD Associate Professor
Reviewers Denis Stanić PhD Assistant Professor amp Slavko Petrinšak MSc
Thesis accepted June 27th 2011
1
1 Uvod
Ljudi i drugi živi organizmi su svakodnevno izloženi prirodnoj radioaktivnosti koja se
nalazi u zemlji vodi zraku i hrani te su takva zračenja normalna i sastavni dio naše okoline u
kojoj živimo Od ukupne količine zračenja kojemu je čovjek izložen 82 otpada na prirodna
zračenja a radon i njegovi kratkoživući potomci su odgovorni za čak polovinu tog zračenja
Radon je plin bez boje i mirisa radioaktivan je radiotoksičan i kancerogen ako se udiše
Radon je potomak uranija prirodnog minerala u stijenama i zemlji Većina radona koji ulazi u
građevine dolazi upravo direktno iz zemlje u neposrednom dodiru s građevinom ispod podruma
ili temelja Radon se također nalazi i u vodi pa tako sa svakom uporabom vode u kućanstvu
(tuširanje pranje odjeće i dr) ulazi u naše domove Radon ne možemo uočiti ljudskim osjetilima
i spriječiti da ga ne udahnemo a on i njegovi kratkoživući potomci mogu biti jako opasni za
ljudsko zdravlje Naime znanstveno je dokazano da je radon drugi uzročnik karcinoma pluća
odmah nakon konzumiranja duhanskih proizvoda U slučaju povećane koncentracije radona u
prostoriji u kojoj boravimo povećava se i rizik od obolijevanja Njegova koncentracija se može
smanjiti pravilnim ventilacijskim sustavom
Na Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku izvodi se znanstveno-
istraživački projekt bdquoRadioaktivnost u okolišu detekcija i primjenaldquo u kojem se istražuje radon
u RH Cilj ovog diplomskog rada je bio izvršiti mjerenja radona u kućama u široj okolici Velike
Gorice
Diplomski rad se sastoji od uvodnog dijela gdje sam naveo osnovne pojmove vezane uz
radioaktivnost središnjeg dijela u kojem sam opisao osnovna svojstva radona te
eksperimentalnog dijela u kojem sam opisao način mjerenja koncentracije radona Na kraju su
prikazani rezultati mjerenja za grad Veliku Goricu i okolne općine
2
2 Radioaktivnost
Radioaktivnost je svojstvo nekih vrsta atoma da im se jezgre spontano mijenjaju i pri tome
emitiraju energiju zračenjem Ta se promjena jezgre naziva radioaktivni raspad
Radioaktivno zračenje mijenja strukturu i svojstva materijala kroz koji prolazi Pri tome je
najznačajniji efekt ionizacija odnosno izbijanje elektrona iz elektronskog omotača nekog atoma
Atomi i molekule se normalno nalaze u neutralnom stanju tj broj pozitivnih protona u
jezgri jednak je broju negativnih elektrona u ljusci Ako atom uslijed sudara s drugom česticom
(npr fotonom drugim elektronom jezgrom helija) izgubi elektron novonastali atom se naziva
ion i njegova svojstva uvelike se razlikuju od originalnog atoma Čestice koje imaju dovoljno
energije da izbace elektron iz ljuske emitiraju ionizirajuće zračenje
Ljudi su izloženi ionizirajućem zračenju od Sunca stijena tla prirodnih izvora u ljudskom
tijelu padalina koje su rezultat nuklearnih testiranja nekih potrošačkih proizvoda i radioaktivnih
materijala koje ispuštaju bolnice te nuklearna postrojenja i termoelektrana Većim dozama
zračenja izloženi su piloti astronauti radnici u nuklearnim postrojenjima te medicinsko osoblje
Na slici 1 je prikazana međunarodna oznaka za radioaktivne materijale
Slika 1 Međunarodna oznaka za radioaktivnost
21 Otkriće radioaktivnosti
Rendgensko zračenje posebno njegova primjena u medicini danas je dobro poznata široj
javnosti ali prije stotinjak godina njegovo postojanje nije bilo poznato
3
To se promijenilo slučajnim otkrićem Nijemca Wilhelma Conrada Roumlntgena (Slika 2) a u
tom započetom procesu ne samo što je napokon objašnjena priroda tog fenomena već je
otkrivena i radioaktivnost
Slika 2 Wilhelm Conrad Rontgen (1845‐1923)
Tijekom 1895 Roumlntgen je ispitivao učinke katodnih zraka izvan vakuumskih cijevi U
pripremi jednog od takvih eksperimenata testirao je aparaturu u mraku i zamijetio nekakvo
svjetlucanje kristalića na stolu koji su bili udaljeni metar od eksperimentalne aparature kad god
bi uključio visoki napon Pošto se u ponovljenim pokušajima događalo isto upalio je šibicu i
shvatio da svjetlucanje dolazi od kristala koji je tu bio odložen čekajući neki od sljedećih
eksperimenata Kristaliće je pokušao zastrijeti knjigom krpom metalom ali oni su i dalje
svjetlucali Nakon nekoliko tjedana rada u tajnosti objavljuje knjigu bdquoo jednoj vrsti zrakaldquo U
radu je istaknuo razliku koju je uočio između ponašanja katodnih zraka i zraka koje je nazvao X-
zrakama Tako te novootkrivene nije uspio otkloniti magnetom pa je pretpostavio njihovu
sličnost sa zrakama svjetlosti Svijet saznaje za postojanje rendgenskih ili X-zraka
Roumlntgen je umro 1923 od raka Vjeruje se da rak nije bio posljedica njegovog rada s
ionizirajućim zračenjem jer je u tim istraživanjima proveo samo kratko vrijeme a bio je jedan
od rijetkih pionira istraživanja radioaktivnosti koji je redovito koristio olovnu zaštitu
Henry Becquerel (Slika 3) se 1896 godine bavio proučavanjem svjetlucanja prirodno
fluorescentnih elemenata Izlagao je uranijeve soli Suncu te ih umatao u tamni papir i stavljao na
fotografske ploče uvjeren da uranij upija energiju od Sunca te ju emitira u obliku rendgenskih
zraka
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
iii
Ovaj diplomski rad je izrađen u Osijeku pod vodstvom prof dr sc Vanja Radolić u sklopu
Sveučilišnog diplomskog studija fizike i tehničke kulture s informatikom na Odjelu za fiziku
Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku
iv
Sveučilište J J Strossmayera Diplomski rad
Odjel za fiziku
MJERENJE RADONA U ZRAKU NA PODRUČJU GRADA VELIKE
GORICE I OKOLNIH OPĆINA
IVAN GVERIĆ
Sažetak
U uvodnom dijelu diplomskog rada opisani su tipovi radioaktivnosti zakon radioaktivnog raspada a navedene su i vrste i izvori zračenja Zatim su definirane osnovne dozimetrijske veličine i njihove mjerne jedinice Detaljno su opisane fizikalno-kemijske karakteristike radona i njegovih kratkoživućih potomaka Opisan je način na koji radon ulazi u kuće te kako postupci prevencije njegova ulaska tako i postupci smanjenja povišene koncentracije radona u kućama Objašnjen je štetan utjecaj radona na zdravlje čovjeka kao razlog zbog kojeg se i vrši istraživanje koncentracije radona u kućama
U eksperimentalnom dijelu rada objašnjena je metoda mjerenja radona pomoću detektora nuklearnih tragova Detaljno je opisan način izrade postavljanja i prikupljanja detektora kao i sama obrada rezultata mjerenja Dobiveni podaci predstavljeni su tablično i grafički izradom dva zemljovida radonske koncentracije po administrativnim jedinicama (grad Velika Gorica i okolne općine) te mrežnim pristupom Izmjerene koncentracije radona u kućama su bile u intervalu od 340 do 6938 Bq m-3 a srednji ravnotežni faktor iznosi 049 Prema tome srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent za radon i njegove kratkoživuće potomke za stanovnike grada Velike Gorice i okolnih općina iznosi 31 mSv
(39 stranica 32 slika 3 tablica 17 literarnih navoda) Rad je pohranjen u knjižnici Odjela za fiziku
Ključne riječi detektori nuklearnih tragova radon u zraku Velika Gorica
Mentor prof dr sc Vanja Radolić
Ocjenjivači doc dr sc Denis Stanić mr sc Slavko Petrinšak
Rad prihvaćen 27 lipnja 2011
v
J J Strossmayer University in Osijek Bachelor of Science Thesis
Department of Physics
MEASUREMENT OF RADON IN THE AIR ON THE AREA OF CITY
VELIKA GORICA AND NEIGHBOURING MUNICIPALITIES
IVAN GVERIĆ
Abstract
In the introductory part of bachelor thesis the types of radioactivity law of radioactivity as well as the meaning of radioactivity in general are described The basic dosimetric quantities and its units are defined After that the physical and chemical properties of radon and its short-lived progeny are introduced The sources of radon are specified and the mechanisms of entering the houses as well as the importance of protecting and decreasing radon levels in houses are emphasized The impact of radon issue on public health and related experimental research are commented
In experimental part of this thesis the method of radon measurement by nuclear track etched detectors is described The way of producing setting up and collecting of detectors as well as the way of their analysis is briefly described The obtained data are presented in tabular and graphical ways Two indoor radon maps are produced one using administrative borders of city of Velika Gorica and neighbouring municipalities and the other using grid cell approach Indoor radon concentrations were in range from 340 to 6938 Bq m-3 The averaged equilibrium factor was 049 The population of the city of Velika Gorica and several neighbouring municipalities receive the annual effective dose equivalent due to radon and its short-lived progeny of 31 mSv
(39 pages 32 figures 3 tables 17 references)
Thesis deposited in Department of Physics library
Keywords track etced detectors radon in the air Velika Gorica
Supervisor Vanja Radolić PhD Associate Professor
Reviewers Denis Stanić PhD Assistant Professor amp Slavko Petrinšak MSc
Thesis accepted June 27th 2011
1
1 Uvod
Ljudi i drugi živi organizmi su svakodnevno izloženi prirodnoj radioaktivnosti koja se
nalazi u zemlji vodi zraku i hrani te su takva zračenja normalna i sastavni dio naše okoline u
kojoj živimo Od ukupne količine zračenja kojemu je čovjek izložen 82 otpada na prirodna
zračenja a radon i njegovi kratkoživući potomci su odgovorni za čak polovinu tog zračenja
Radon je plin bez boje i mirisa radioaktivan je radiotoksičan i kancerogen ako se udiše
Radon je potomak uranija prirodnog minerala u stijenama i zemlji Većina radona koji ulazi u
građevine dolazi upravo direktno iz zemlje u neposrednom dodiru s građevinom ispod podruma
ili temelja Radon se također nalazi i u vodi pa tako sa svakom uporabom vode u kućanstvu
(tuširanje pranje odjeće i dr) ulazi u naše domove Radon ne možemo uočiti ljudskim osjetilima
i spriječiti da ga ne udahnemo a on i njegovi kratkoživući potomci mogu biti jako opasni za
ljudsko zdravlje Naime znanstveno je dokazano da je radon drugi uzročnik karcinoma pluća
odmah nakon konzumiranja duhanskih proizvoda U slučaju povećane koncentracije radona u
prostoriji u kojoj boravimo povećava se i rizik od obolijevanja Njegova koncentracija se može
smanjiti pravilnim ventilacijskim sustavom
Na Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku izvodi se znanstveno-
istraživački projekt bdquoRadioaktivnost u okolišu detekcija i primjenaldquo u kojem se istražuje radon
u RH Cilj ovog diplomskog rada je bio izvršiti mjerenja radona u kućama u široj okolici Velike
Gorice
Diplomski rad se sastoji od uvodnog dijela gdje sam naveo osnovne pojmove vezane uz
radioaktivnost središnjeg dijela u kojem sam opisao osnovna svojstva radona te
eksperimentalnog dijela u kojem sam opisao način mjerenja koncentracije radona Na kraju su
prikazani rezultati mjerenja za grad Veliku Goricu i okolne općine
2
2 Radioaktivnost
Radioaktivnost je svojstvo nekih vrsta atoma da im se jezgre spontano mijenjaju i pri tome
emitiraju energiju zračenjem Ta se promjena jezgre naziva radioaktivni raspad
Radioaktivno zračenje mijenja strukturu i svojstva materijala kroz koji prolazi Pri tome je
najznačajniji efekt ionizacija odnosno izbijanje elektrona iz elektronskog omotača nekog atoma
Atomi i molekule se normalno nalaze u neutralnom stanju tj broj pozitivnih protona u
jezgri jednak je broju negativnih elektrona u ljusci Ako atom uslijed sudara s drugom česticom
(npr fotonom drugim elektronom jezgrom helija) izgubi elektron novonastali atom se naziva
ion i njegova svojstva uvelike se razlikuju od originalnog atoma Čestice koje imaju dovoljno
energije da izbace elektron iz ljuske emitiraju ionizirajuće zračenje
Ljudi su izloženi ionizirajućem zračenju od Sunca stijena tla prirodnih izvora u ljudskom
tijelu padalina koje su rezultat nuklearnih testiranja nekih potrošačkih proizvoda i radioaktivnih
materijala koje ispuštaju bolnice te nuklearna postrojenja i termoelektrana Većim dozama
zračenja izloženi su piloti astronauti radnici u nuklearnim postrojenjima te medicinsko osoblje
Na slici 1 je prikazana međunarodna oznaka za radioaktivne materijale
Slika 1 Međunarodna oznaka za radioaktivnost
21 Otkriće radioaktivnosti
Rendgensko zračenje posebno njegova primjena u medicini danas je dobro poznata široj
javnosti ali prije stotinjak godina njegovo postojanje nije bilo poznato
3
To se promijenilo slučajnim otkrićem Nijemca Wilhelma Conrada Roumlntgena (Slika 2) a u
tom započetom procesu ne samo što je napokon objašnjena priroda tog fenomena već je
otkrivena i radioaktivnost
Slika 2 Wilhelm Conrad Rontgen (1845‐1923)
Tijekom 1895 Roumlntgen je ispitivao učinke katodnih zraka izvan vakuumskih cijevi U
pripremi jednog od takvih eksperimenata testirao je aparaturu u mraku i zamijetio nekakvo
svjetlucanje kristalića na stolu koji su bili udaljeni metar od eksperimentalne aparature kad god
bi uključio visoki napon Pošto se u ponovljenim pokušajima događalo isto upalio je šibicu i
shvatio da svjetlucanje dolazi od kristala koji je tu bio odložen čekajući neki od sljedećih
eksperimenata Kristaliće je pokušao zastrijeti knjigom krpom metalom ali oni su i dalje
svjetlucali Nakon nekoliko tjedana rada u tajnosti objavljuje knjigu bdquoo jednoj vrsti zrakaldquo U
radu je istaknuo razliku koju je uočio između ponašanja katodnih zraka i zraka koje je nazvao X-
zrakama Tako te novootkrivene nije uspio otkloniti magnetom pa je pretpostavio njihovu
sličnost sa zrakama svjetlosti Svijet saznaje za postojanje rendgenskih ili X-zraka
Roumlntgen je umro 1923 od raka Vjeruje se da rak nije bio posljedica njegovog rada s
ionizirajućim zračenjem jer je u tim istraživanjima proveo samo kratko vrijeme a bio je jedan
od rijetkih pionira istraživanja radioaktivnosti koji je redovito koristio olovnu zaštitu
Henry Becquerel (Slika 3) se 1896 godine bavio proučavanjem svjetlucanja prirodno
fluorescentnih elemenata Izlagao je uranijeve soli Suncu te ih umatao u tamni papir i stavljao na
fotografske ploče uvjeren da uranij upija energiju od Sunca te ju emitira u obliku rendgenskih
zraka
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
iv
Sveučilište J J Strossmayera Diplomski rad
Odjel za fiziku
MJERENJE RADONA U ZRAKU NA PODRUČJU GRADA VELIKE
GORICE I OKOLNIH OPĆINA
IVAN GVERIĆ
Sažetak
U uvodnom dijelu diplomskog rada opisani su tipovi radioaktivnosti zakon radioaktivnog raspada a navedene su i vrste i izvori zračenja Zatim su definirane osnovne dozimetrijske veličine i njihove mjerne jedinice Detaljno su opisane fizikalno-kemijske karakteristike radona i njegovih kratkoživućih potomaka Opisan je način na koji radon ulazi u kuće te kako postupci prevencije njegova ulaska tako i postupci smanjenja povišene koncentracije radona u kućama Objašnjen je štetan utjecaj radona na zdravlje čovjeka kao razlog zbog kojeg se i vrši istraživanje koncentracije radona u kućama
U eksperimentalnom dijelu rada objašnjena je metoda mjerenja radona pomoću detektora nuklearnih tragova Detaljno je opisan način izrade postavljanja i prikupljanja detektora kao i sama obrada rezultata mjerenja Dobiveni podaci predstavljeni su tablično i grafički izradom dva zemljovida radonske koncentracije po administrativnim jedinicama (grad Velika Gorica i okolne općine) te mrežnim pristupom Izmjerene koncentracije radona u kućama su bile u intervalu od 340 do 6938 Bq m-3 a srednji ravnotežni faktor iznosi 049 Prema tome srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent za radon i njegove kratkoživuće potomke za stanovnike grada Velike Gorice i okolnih općina iznosi 31 mSv
(39 stranica 32 slika 3 tablica 17 literarnih navoda) Rad je pohranjen u knjižnici Odjela za fiziku
Ključne riječi detektori nuklearnih tragova radon u zraku Velika Gorica
Mentor prof dr sc Vanja Radolić
Ocjenjivači doc dr sc Denis Stanić mr sc Slavko Petrinšak
Rad prihvaćen 27 lipnja 2011
v
J J Strossmayer University in Osijek Bachelor of Science Thesis
Department of Physics
MEASUREMENT OF RADON IN THE AIR ON THE AREA OF CITY
VELIKA GORICA AND NEIGHBOURING MUNICIPALITIES
IVAN GVERIĆ
Abstract
In the introductory part of bachelor thesis the types of radioactivity law of radioactivity as well as the meaning of radioactivity in general are described The basic dosimetric quantities and its units are defined After that the physical and chemical properties of radon and its short-lived progeny are introduced The sources of radon are specified and the mechanisms of entering the houses as well as the importance of protecting and decreasing radon levels in houses are emphasized The impact of radon issue on public health and related experimental research are commented
In experimental part of this thesis the method of radon measurement by nuclear track etched detectors is described The way of producing setting up and collecting of detectors as well as the way of their analysis is briefly described The obtained data are presented in tabular and graphical ways Two indoor radon maps are produced one using administrative borders of city of Velika Gorica and neighbouring municipalities and the other using grid cell approach Indoor radon concentrations were in range from 340 to 6938 Bq m-3 The averaged equilibrium factor was 049 The population of the city of Velika Gorica and several neighbouring municipalities receive the annual effective dose equivalent due to radon and its short-lived progeny of 31 mSv
(39 pages 32 figures 3 tables 17 references)
Thesis deposited in Department of Physics library
Keywords track etced detectors radon in the air Velika Gorica
Supervisor Vanja Radolić PhD Associate Professor
Reviewers Denis Stanić PhD Assistant Professor amp Slavko Petrinšak MSc
Thesis accepted June 27th 2011
1
1 Uvod
Ljudi i drugi živi organizmi su svakodnevno izloženi prirodnoj radioaktivnosti koja se
nalazi u zemlji vodi zraku i hrani te su takva zračenja normalna i sastavni dio naše okoline u
kojoj živimo Od ukupne količine zračenja kojemu je čovjek izložen 82 otpada na prirodna
zračenja a radon i njegovi kratkoživući potomci su odgovorni za čak polovinu tog zračenja
Radon je plin bez boje i mirisa radioaktivan je radiotoksičan i kancerogen ako se udiše
Radon je potomak uranija prirodnog minerala u stijenama i zemlji Većina radona koji ulazi u
građevine dolazi upravo direktno iz zemlje u neposrednom dodiru s građevinom ispod podruma
ili temelja Radon se također nalazi i u vodi pa tako sa svakom uporabom vode u kućanstvu
(tuširanje pranje odjeće i dr) ulazi u naše domove Radon ne možemo uočiti ljudskim osjetilima
i spriječiti da ga ne udahnemo a on i njegovi kratkoživući potomci mogu biti jako opasni za
ljudsko zdravlje Naime znanstveno je dokazano da je radon drugi uzročnik karcinoma pluća
odmah nakon konzumiranja duhanskih proizvoda U slučaju povećane koncentracije radona u
prostoriji u kojoj boravimo povećava se i rizik od obolijevanja Njegova koncentracija se može
smanjiti pravilnim ventilacijskim sustavom
Na Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku izvodi se znanstveno-
istraživački projekt bdquoRadioaktivnost u okolišu detekcija i primjenaldquo u kojem se istražuje radon
u RH Cilj ovog diplomskog rada je bio izvršiti mjerenja radona u kućama u široj okolici Velike
Gorice
Diplomski rad se sastoji od uvodnog dijela gdje sam naveo osnovne pojmove vezane uz
radioaktivnost središnjeg dijela u kojem sam opisao osnovna svojstva radona te
eksperimentalnog dijela u kojem sam opisao način mjerenja koncentracije radona Na kraju su
prikazani rezultati mjerenja za grad Veliku Goricu i okolne općine
2
2 Radioaktivnost
Radioaktivnost je svojstvo nekih vrsta atoma da im se jezgre spontano mijenjaju i pri tome
emitiraju energiju zračenjem Ta se promjena jezgre naziva radioaktivni raspad
Radioaktivno zračenje mijenja strukturu i svojstva materijala kroz koji prolazi Pri tome je
najznačajniji efekt ionizacija odnosno izbijanje elektrona iz elektronskog omotača nekog atoma
Atomi i molekule se normalno nalaze u neutralnom stanju tj broj pozitivnih protona u
jezgri jednak je broju negativnih elektrona u ljusci Ako atom uslijed sudara s drugom česticom
(npr fotonom drugim elektronom jezgrom helija) izgubi elektron novonastali atom se naziva
ion i njegova svojstva uvelike se razlikuju od originalnog atoma Čestice koje imaju dovoljno
energije da izbace elektron iz ljuske emitiraju ionizirajuće zračenje
Ljudi su izloženi ionizirajućem zračenju od Sunca stijena tla prirodnih izvora u ljudskom
tijelu padalina koje su rezultat nuklearnih testiranja nekih potrošačkih proizvoda i radioaktivnih
materijala koje ispuštaju bolnice te nuklearna postrojenja i termoelektrana Većim dozama
zračenja izloženi su piloti astronauti radnici u nuklearnim postrojenjima te medicinsko osoblje
Na slici 1 je prikazana međunarodna oznaka za radioaktivne materijale
Slika 1 Međunarodna oznaka za radioaktivnost
21 Otkriće radioaktivnosti
Rendgensko zračenje posebno njegova primjena u medicini danas je dobro poznata široj
javnosti ali prije stotinjak godina njegovo postojanje nije bilo poznato
3
To se promijenilo slučajnim otkrićem Nijemca Wilhelma Conrada Roumlntgena (Slika 2) a u
tom započetom procesu ne samo što je napokon objašnjena priroda tog fenomena već je
otkrivena i radioaktivnost
Slika 2 Wilhelm Conrad Rontgen (1845‐1923)
Tijekom 1895 Roumlntgen je ispitivao učinke katodnih zraka izvan vakuumskih cijevi U
pripremi jednog od takvih eksperimenata testirao je aparaturu u mraku i zamijetio nekakvo
svjetlucanje kristalića na stolu koji su bili udaljeni metar od eksperimentalne aparature kad god
bi uključio visoki napon Pošto se u ponovljenim pokušajima događalo isto upalio je šibicu i
shvatio da svjetlucanje dolazi od kristala koji je tu bio odložen čekajući neki od sljedećih
eksperimenata Kristaliće je pokušao zastrijeti knjigom krpom metalom ali oni su i dalje
svjetlucali Nakon nekoliko tjedana rada u tajnosti objavljuje knjigu bdquoo jednoj vrsti zrakaldquo U
radu je istaknuo razliku koju je uočio između ponašanja katodnih zraka i zraka koje je nazvao X-
zrakama Tako te novootkrivene nije uspio otkloniti magnetom pa je pretpostavio njihovu
sličnost sa zrakama svjetlosti Svijet saznaje za postojanje rendgenskih ili X-zraka
Roumlntgen je umro 1923 od raka Vjeruje se da rak nije bio posljedica njegovog rada s
ionizirajućim zračenjem jer je u tim istraživanjima proveo samo kratko vrijeme a bio je jedan
od rijetkih pionira istraživanja radioaktivnosti koji je redovito koristio olovnu zaštitu
Henry Becquerel (Slika 3) se 1896 godine bavio proučavanjem svjetlucanja prirodno
fluorescentnih elemenata Izlagao je uranijeve soli Suncu te ih umatao u tamni papir i stavljao na
fotografske ploče uvjeren da uranij upija energiju od Sunca te ju emitira u obliku rendgenskih
zraka
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
v
J J Strossmayer University in Osijek Bachelor of Science Thesis
Department of Physics
MEASUREMENT OF RADON IN THE AIR ON THE AREA OF CITY
VELIKA GORICA AND NEIGHBOURING MUNICIPALITIES
IVAN GVERIĆ
Abstract
In the introductory part of bachelor thesis the types of radioactivity law of radioactivity as well as the meaning of radioactivity in general are described The basic dosimetric quantities and its units are defined After that the physical and chemical properties of radon and its short-lived progeny are introduced The sources of radon are specified and the mechanisms of entering the houses as well as the importance of protecting and decreasing radon levels in houses are emphasized The impact of radon issue on public health and related experimental research are commented
In experimental part of this thesis the method of radon measurement by nuclear track etched detectors is described The way of producing setting up and collecting of detectors as well as the way of their analysis is briefly described The obtained data are presented in tabular and graphical ways Two indoor radon maps are produced one using administrative borders of city of Velika Gorica and neighbouring municipalities and the other using grid cell approach Indoor radon concentrations were in range from 340 to 6938 Bq m-3 The averaged equilibrium factor was 049 The population of the city of Velika Gorica and several neighbouring municipalities receive the annual effective dose equivalent due to radon and its short-lived progeny of 31 mSv
(39 pages 32 figures 3 tables 17 references)
Thesis deposited in Department of Physics library
Keywords track etced detectors radon in the air Velika Gorica
Supervisor Vanja Radolić PhD Associate Professor
Reviewers Denis Stanić PhD Assistant Professor amp Slavko Petrinšak MSc
Thesis accepted June 27th 2011
1
1 Uvod
Ljudi i drugi živi organizmi su svakodnevno izloženi prirodnoj radioaktivnosti koja se
nalazi u zemlji vodi zraku i hrani te su takva zračenja normalna i sastavni dio naše okoline u
kojoj živimo Od ukupne količine zračenja kojemu je čovjek izložen 82 otpada na prirodna
zračenja a radon i njegovi kratkoživući potomci su odgovorni za čak polovinu tog zračenja
Radon je plin bez boje i mirisa radioaktivan je radiotoksičan i kancerogen ako se udiše
Radon je potomak uranija prirodnog minerala u stijenama i zemlji Većina radona koji ulazi u
građevine dolazi upravo direktno iz zemlje u neposrednom dodiru s građevinom ispod podruma
ili temelja Radon se također nalazi i u vodi pa tako sa svakom uporabom vode u kućanstvu
(tuširanje pranje odjeće i dr) ulazi u naše domove Radon ne možemo uočiti ljudskim osjetilima
i spriječiti da ga ne udahnemo a on i njegovi kratkoživući potomci mogu biti jako opasni za
ljudsko zdravlje Naime znanstveno je dokazano da je radon drugi uzročnik karcinoma pluća
odmah nakon konzumiranja duhanskih proizvoda U slučaju povećane koncentracije radona u
prostoriji u kojoj boravimo povećava se i rizik od obolijevanja Njegova koncentracija se može
smanjiti pravilnim ventilacijskim sustavom
Na Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku izvodi se znanstveno-
istraživački projekt bdquoRadioaktivnost u okolišu detekcija i primjenaldquo u kojem se istražuje radon
u RH Cilj ovog diplomskog rada je bio izvršiti mjerenja radona u kućama u široj okolici Velike
Gorice
Diplomski rad se sastoji od uvodnog dijela gdje sam naveo osnovne pojmove vezane uz
radioaktivnost središnjeg dijela u kojem sam opisao osnovna svojstva radona te
eksperimentalnog dijela u kojem sam opisao način mjerenja koncentracije radona Na kraju su
prikazani rezultati mjerenja za grad Veliku Goricu i okolne općine
2
2 Radioaktivnost
Radioaktivnost je svojstvo nekih vrsta atoma da im se jezgre spontano mijenjaju i pri tome
emitiraju energiju zračenjem Ta se promjena jezgre naziva radioaktivni raspad
Radioaktivno zračenje mijenja strukturu i svojstva materijala kroz koji prolazi Pri tome je
najznačajniji efekt ionizacija odnosno izbijanje elektrona iz elektronskog omotača nekog atoma
Atomi i molekule se normalno nalaze u neutralnom stanju tj broj pozitivnih protona u
jezgri jednak je broju negativnih elektrona u ljusci Ako atom uslijed sudara s drugom česticom
(npr fotonom drugim elektronom jezgrom helija) izgubi elektron novonastali atom se naziva
ion i njegova svojstva uvelike se razlikuju od originalnog atoma Čestice koje imaju dovoljno
energije da izbace elektron iz ljuske emitiraju ionizirajuće zračenje
Ljudi su izloženi ionizirajućem zračenju od Sunca stijena tla prirodnih izvora u ljudskom
tijelu padalina koje su rezultat nuklearnih testiranja nekih potrošačkih proizvoda i radioaktivnih
materijala koje ispuštaju bolnice te nuklearna postrojenja i termoelektrana Većim dozama
zračenja izloženi su piloti astronauti radnici u nuklearnim postrojenjima te medicinsko osoblje
Na slici 1 je prikazana međunarodna oznaka za radioaktivne materijale
Slika 1 Međunarodna oznaka za radioaktivnost
21 Otkriće radioaktivnosti
Rendgensko zračenje posebno njegova primjena u medicini danas je dobro poznata široj
javnosti ali prije stotinjak godina njegovo postojanje nije bilo poznato
3
To se promijenilo slučajnim otkrićem Nijemca Wilhelma Conrada Roumlntgena (Slika 2) a u
tom započetom procesu ne samo što je napokon objašnjena priroda tog fenomena već je
otkrivena i radioaktivnost
Slika 2 Wilhelm Conrad Rontgen (1845‐1923)
Tijekom 1895 Roumlntgen je ispitivao učinke katodnih zraka izvan vakuumskih cijevi U
pripremi jednog od takvih eksperimenata testirao je aparaturu u mraku i zamijetio nekakvo
svjetlucanje kristalića na stolu koji su bili udaljeni metar od eksperimentalne aparature kad god
bi uključio visoki napon Pošto se u ponovljenim pokušajima događalo isto upalio je šibicu i
shvatio da svjetlucanje dolazi od kristala koji je tu bio odložen čekajući neki od sljedećih
eksperimenata Kristaliće je pokušao zastrijeti knjigom krpom metalom ali oni su i dalje
svjetlucali Nakon nekoliko tjedana rada u tajnosti objavljuje knjigu bdquoo jednoj vrsti zrakaldquo U
radu je istaknuo razliku koju je uočio između ponašanja katodnih zraka i zraka koje je nazvao X-
zrakama Tako te novootkrivene nije uspio otkloniti magnetom pa je pretpostavio njihovu
sličnost sa zrakama svjetlosti Svijet saznaje za postojanje rendgenskih ili X-zraka
Roumlntgen je umro 1923 od raka Vjeruje se da rak nije bio posljedica njegovog rada s
ionizirajućim zračenjem jer je u tim istraživanjima proveo samo kratko vrijeme a bio je jedan
od rijetkih pionira istraživanja radioaktivnosti koji je redovito koristio olovnu zaštitu
Henry Becquerel (Slika 3) se 1896 godine bavio proučavanjem svjetlucanja prirodno
fluorescentnih elemenata Izlagao je uranijeve soli Suncu te ih umatao u tamni papir i stavljao na
fotografske ploče uvjeren da uranij upija energiju od Sunca te ju emitira u obliku rendgenskih
zraka
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
1
1 Uvod
Ljudi i drugi živi organizmi su svakodnevno izloženi prirodnoj radioaktivnosti koja se
nalazi u zemlji vodi zraku i hrani te su takva zračenja normalna i sastavni dio naše okoline u
kojoj živimo Od ukupne količine zračenja kojemu je čovjek izložen 82 otpada na prirodna
zračenja a radon i njegovi kratkoživući potomci su odgovorni za čak polovinu tog zračenja
Radon je plin bez boje i mirisa radioaktivan je radiotoksičan i kancerogen ako se udiše
Radon je potomak uranija prirodnog minerala u stijenama i zemlji Većina radona koji ulazi u
građevine dolazi upravo direktno iz zemlje u neposrednom dodiru s građevinom ispod podruma
ili temelja Radon se također nalazi i u vodi pa tako sa svakom uporabom vode u kućanstvu
(tuširanje pranje odjeće i dr) ulazi u naše domove Radon ne možemo uočiti ljudskim osjetilima
i spriječiti da ga ne udahnemo a on i njegovi kratkoživući potomci mogu biti jako opasni za
ljudsko zdravlje Naime znanstveno je dokazano da je radon drugi uzročnik karcinoma pluća
odmah nakon konzumiranja duhanskih proizvoda U slučaju povećane koncentracije radona u
prostoriji u kojoj boravimo povećava se i rizik od obolijevanja Njegova koncentracija se može
smanjiti pravilnim ventilacijskim sustavom
Na Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku izvodi se znanstveno-
istraživački projekt bdquoRadioaktivnost u okolišu detekcija i primjenaldquo u kojem se istražuje radon
u RH Cilj ovog diplomskog rada je bio izvršiti mjerenja radona u kućama u široj okolici Velike
Gorice
Diplomski rad se sastoji od uvodnog dijela gdje sam naveo osnovne pojmove vezane uz
radioaktivnost središnjeg dijela u kojem sam opisao osnovna svojstva radona te
eksperimentalnog dijela u kojem sam opisao način mjerenja koncentracije radona Na kraju su
prikazani rezultati mjerenja za grad Veliku Goricu i okolne općine
2
2 Radioaktivnost
Radioaktivnost je svojstvo nekih vrsta atoma da im se jezgre spontano mijenjaju i pri tome
emitiraju energiju zračenjem Ta se promjena jezgre naziva radioaktivni raspad
Radioaktivno zračenje mijenja strukturu i svojstva materijala kroz koji prolazi Pri tome je
najznačajniji efekt ionizacija odnosno izbijanje elektrona iz elektronskog omotača nekog atoma
Atomi i molekule se normalno nalaze u neutralnom stanju tj broj pozitivnih protona u
jezgri jednak je broju negativnih elektrona u ljusci Ako atom uslijed sudara s drugom česticom
(npr fotonom drugim elektronom jezgrom helija) izgubi elektron novonastali atom se naziva
ion i njegova svojstva uvelike se razlikuju od originalnog atoma Čestice koje imaju dovoljno
energije da izbace elektron iz ljuske emitiraju ionizirajuće zračenje
Ljudi su izloženi ionizirajućem zračenju od Sunca stijena tla prirodnih izvora u ljudskom
tijelu padalina koje su rezultat nuklearnih testiranja nekih potrošačkih proizvoda i radioaktivnih
materijala koje ispuštaju bolnice te nuklearna postrojenja i termoelektrana Većim dozama
zračenja izloženi su piloti astronauti radnici u nuklearnim postrojenjima te medicinsko osoblje
Na slici 1 je prikazana međunarodna oznaka za radioaktivne materijale
Slika 1 Međunarodna oznaka za radioaktivnost
21 Otkriće radioaktivnosti
Rendgensko zračenje posebno njegova primjena u medicini danas je dobro poznata široj
javnosti ali prije stotinjak godina njegovo postojanje nije bilo poznato
3
To se promijenilo slučajnim otkrićem Nijemca Wilhelma Conrada Roumlntgena (Slika 2) a u
tom započetom procesu ne samo što je napokon objašnjena priroda tog fenomena već je
otkrivena i radioaktivnost
Slika 2 Wilhelm Conrad Rontgen (1845‐1923)
Tijekom 1895 Roumlntgen je ispitivao učinke katodnih zraka izvan vakuumskih cijevi U
pripremi jednog od takvih eksperimenata testirao je aparaturu u mraku i zamijetio nekakvo
svjetlucanje kristalića na stolu koji su bili udaljeni metar od eksperimentalne aparature kad god
bi uključio visoki napon Pošto se u ponovljenim pokušajima događalo isto upalio je šibicu i
shvatio da svjetlucanje dolazi od kristala koji je tu bio odložen čekajući neki od sljedećih
eksperimenata Kristaliće je pokušao zastrijeti knjigom krpom metalom ali oni su i dalje
svjetlucali Nakon nekoliko tjedana rada u tajnosti objavljuje knjigu bdquoo jednoj vrsti zrakaldquo U
radu je istaknuo razliku koju je uočio između ponašanja katodnih zraka i zraka koje je nazvao X-
zrakama Tako te novootkrivene nije uspio otkloniti magnetom pa je pretpostavio njihovu
sličnost sa zrakama svjetlosti Svijet saznaje za postojanje rendgenskih ili X-zraka
Roumlntgen je umro 1923 od raka Vjeruje se da rak nije bio posljedica njegovog rada s
ionizirajućim zračenjem jer je u tim istraživanjima proveo samo kratko vrijeme a bio je jedan
od rijetkih pionira istraživanja radioaktivnosti koji je redovito koristio olovnu zaštitu
Henry Becquerel (Slika 3) se 1896 godine bavio proučavanjem svjetlucanja prirodno
fluorescentnih elemenata Izlagao je uranijeve soli Suncu te ih umatao u tamni papir i stavljao na
fotografske ploče uvjeren da uranij upija energiju od Sunca te ju emitira u obliku rendgenskih
zraka
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
2
2 Radioaktivnost
Radioaktivnost je svojstvo nekih vrsta atoma da im se jezgre spontano mijenjaju i pri tome
emitiraju energiju zračenjem Ta se promjena jezgre naziva radioaktivni raspad
Radioaktivno zračenje mijenja strukturu i svojstva materijala kroz koji prolazi Pri tome je
najznačajniji efekt ionizacija odnosno izbijanje elektrona iz elektronskog omotača nekog atoma
Atomi i molekule se normalno nalaze u neutralnom stanju tj broj pozitivnih protona u
jezgri jednak je broju negativnih elektrona u ljusci Ako atom uslijed sudara s drugom česticom
(npr fotonom drugim elektronom jezgrom helija) izgubi elektron novonastali atom se naziva
ion i njegova svojstva uvelike se razlikuju od originalnog atoma Čestice koje imaju dovoljno
energije da izbace elektron iz ljuske emitiraju ionizirajuće zračenje
Ljudi su izloženi ionizirajućem zračenju od Sunca stijena tla prirodnih izvora u ljudskom
tijelu padalina koje su rezultat nuklearnih testiranja nekih potrošačkih proizvoda i radioaktivnih
materijala koje ispuštaju bolnice te nuklearna postrojenja i termoelektrana Većim dozama
zračenja izloženi su piloti astronauti radnici u nuklearnim postrojenjima te medicinsko osoblje
Na slici 1 je prikazana međunarodna oznaka za radioaktivne materijale
Slika 1 Međunarodna oznaka za radioaktivnost
21 Otkriće radioaktivnosti
Rendgensko zračenje posebno njegova primjena u medicini danas je dobro poznata široj
javnosti ali prije stotinjak godina njegovo postojanje nije bilo poznato
3
To se promijenilo slučajnim otkrićem Nijemca Wilhelma Conrada Roumlntgena (Slika 2) a u
tom započetom procesu ne samo što je napokon objašnjena priroda tog fenomena već je
otkrivena i radioaktivnost
Slika 2 Wilhelm Conrad Rontgen (1845‐1923)
Tijekom 1895 Roumlntgen je ispitivao učinke katodnih zraka izvan vakuumskih cijevi U
pripremi jednog od takvih eksperimenata testirao je aparaturu u mraku i zamijetio nekakvo
svjetlucanje kristalića na stolu koji su bili udaljeni metar od eksperimentalne aparature kad god
bi uključio visoki napon Pošto se u ponovljenim pokušajima događalo isto upalio je šibicu i
shvatio da svjetlucanje dolazi od kristala koji je tu bio odložen čekajući neki od sljedećih
eksperimenata Kristaliće je pokušao zastrijeti knjigom krpom metalom ali oni su i dalje
svjetlucali Nakon nekoliko tjedana rada u tajnosti objavljuje knjigu bdquoo jednoj vrsti zrakaldquo U
radu je istaknuo razliku koju je uočio između ponašanja katodnih zraka i zraka koje je nazvao X-
zrakama Tako te novootkrivene nije uspio otkloniti magnetom pa je pretpostavio njihovu
sličnost sa zrakama svjetlosti Svijet saznaje za postojanje rendgenskih ili X-zraka
Roumlntgen je umro 1923 od raka Vjeruje se da rak nije bio posljedica njegovog rada s
ionizirajućim zračenjem jer je u tim istraživanjima proveo samo kratko vrijeme a bio je jedan
od rijetkih pionira istraživanja radioaktivnosti koji je redovito koristio olovnu zaštitu
Henry Becquerel (Slika 3) se 1896 godine bavio proučavanjem svjetlucanja prirodno
fluorescentnih elemenata Izlagao je uranijeve soli Suncu te ih umatao u tamni papir i stavljao na
fotografske ploče uvjeren da uranij upija energiju od Sunca te ju emitira u obliku rendgenskih
zraka
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
3
To se promijenilo slučajnim otkrićem Nijemca Wilhelma Conrada Roumlntgena (Slika 2) a u
tom započetom procesu ne samo što je napokon objašnjena priroda tog fenomena već je
otkrivena i radioaktivnost
Slika 2 Wilhelm Conrad Rontgen (1845‐1923)
Tijekom 1895 Roumlntgen je ispitivao učinke katodnih zraka izvan vakuumskih cijevi U
pripremi jednog od takvih eksperimenata testirao je aparaturu u mraku i zamijetio nekakvo
svjetlucanje kristalića na stolu koji su bili udaljeni metar od eksperimentalne aparature kad god
bi uključio visoki napon Pošto se u ponovljenim pokušajima događalo isto upalio je šibicu i
shvatio da svjetlucanje dolazi od kristala koji je tu bio odložen čekajući neki od sljedećih
eksperimenata Kristaliće je pokušao zastrijeti knjigom krpom metalom ali oni su i dalje
svjetlucali Nakon nekoliko tjedana rada u tajnosti objavljuje knjigu bdquoo jednoj vrsti zrakaldquo U
radu je istaknuo razliku koju je uočio između ponašanja katodnih zraka i zraka koje je nazvao X-
zrakama Tako te novootkrivene nije uspio otkloniti magnetom pa je pretpostavio njihovu
sličnost sa zrakama svjetlosti Svijet saznaje za postojanje rendgenskih ili X-zraka
Roumlntgen je umro 1923 od raka Vjeruje se da rak nije bio posljedica njegovog rada s
ionizirajućim zračenjem jer je u tim istraživanjima proveo samo kratko vrijeme a bio je jedan
od rijetkih pionira istraživanja radioaktivnosti koji je redovito koristio olovnu zaštitu
Henry Becquerel (Slika 3) se 1896 godine bavio proučavanjem svjetlucanja prirodno
fluorescentnih elemenata Izlagao je uranijeve soli Suncu te ih umatao u tamni papir i stavljao na
fotografske ploče uvjeren da uranij upija energiju od Sunca te ju emitira u obliku rendgenskih
zraka
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
4
Slika 3 Henry Becquerel (1852‐1908)
Ova je hipoteza opovrgnuta kad zbog oblačnog vremena nije uspio izložiti soli Sunčevim
zrakama Iz nekog je razloga ipak razvio fotografske ploče i ostao začuđen jednako čistim
slikama dokazujući da uranij emitira zrake bez pomoći vanjskog izvora energije poput Sunca
Daljnjim pokusima dokazuje da nije riječ o rendgenskom zračenju Prema njemu je nazvana
mjerna jedinica za radioaktivnost bekerel (Bq) a postoje i Becquerelovi krateri na Mjesecu i
Marsu
Marie Skolodowska Curie (Slika 4) je zajedno sa suprugom Pierrom Curiem (Slika 5)
istraživala prirodu Becquerelovih zraka koje emitiraju svi spojevi koji sadrže element uranij
Tako je pritom otkrila i jedan dotad nepoznat element koji je u počast svoje domovine nazvala
polonij I taj kao i sve druge elemente koji zrače Becquerelove zrake nazvala je radioaktivnim
elementima a njihovo svojstvo radioaktivnošću
Slika 4 Marie Sklodowska Curie (1867‐1934)
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
5
Slika 5 Pierre Curie (1859‐1934)
Marie Curie (slika 4) Pierre Curie (slika 5) i Henry Becquerel podijelili su Nobelovu
nagradu za fiziku 1903 godine Obrazloženje Švedske akademije znanosti bilo je bdquokao
priznanje za izuzetne zasluge koje su iskazali zajedničkim istraživanjem fenomena radioaktivnog
zračenja kojeg je otkrio profesor Henry Becquerelldquo
Ernest Rutherford (Slika 6) je 1898 godine ustanovio da se zračenje iz uranija sastoji od
dviju komponenti Jedna koja se lako apsorbira u tvarima (nazvao ju je α-zračenje) i druga koja
je prodornija (β-zračenje)
Slika 6 Ernest Rutherford (1871‐1937)
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
6
Otkrio je postojanje atomske jezgre (poznati pokus raspršenja α-čestica na tankoj foliji
zlata) i postavio model atoma sličan solarnom sistemu u kojem elektroni kruže oko atomske
jezgre jednako kao što planeti kruže ok Sunca i Rutherford je u povijesti zabilježen i kako prvi
bdquopravildquo alkemičar jer je izvodeći nuklearnu reakciju (1919 god) pretvorio dušik u kisik
22 Zakon radioaktivnog raspada
Ako N predstavlja broj atoma nekog radionuklida u uzorku u nekom trenutku tada je
promjena dN broja atoma proporcionalna samom broju N i vremenu dt koje mora biti
dovoljno kratko da se tijekom njegova trajanja N tek neznatno smanji (stoga ga pišemo kao
infinitenzimalnu veličinu) Uz pretpostavljenu konstantu proporcionalnosti λ imamo
middot middot (1)
Predznak minus (-)je neophodan jer se broj N smanjuje kako se dt povećava Relacija
predstavlja diferencijalnu jednadžbu čija integracija uz početni uvjet N(t=0) = N0 daje
rješenje N(t) = N0middote-λmiddott
Aktivnost uzorka tad je dana relacijom
(2)
Karakterističan parametar u procesu radioaktivnog raspada jest vrijeme potrebno da se
početni broj atoma smanji na polovinu tzv bdquovrijeme poluraspadardquo T12 Naime konstanta
radioaktivnog raspada λ nema očito značenje a spomenuto vrijeme poluraspada to ima
Njega je lako izračunati treba u relaciju koja povezuje broj atoma s vremenom uvrstiti t = T12
middot (3)
što kao rješenje daje T12 = ln2 λ = 0693 λ
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
7
23 Alfa raspad
Neke radioaktivne jezgre spontano emitiraju dva protona i dva neutrona u obliku jezgre
(Slika 7) Taj proces zovemo alfa-radioaktivnost ili alfa-raspad a jezgre koje mu
podliježu nazivamo alfa radioaktivnim
Slika 7 Alfa raspad
Pri alfa-raspadu početna se jezgra sa Z protona i N neutrona pretvara u drugu jezgru s
dva protona i dva neutrona manje tj sa Zndash2 protona i Nndash2 neutrona
(4)
Brzina alfa čestice pri izbačaju iz jezgre iznosi oko 15000 kms jer njihova energija
može biti i nekoliko MeV U zraku pri normalnom tlaku njihov doseg iznosi tek nekoliko
centimetara što znači da alfa čestice relativno brzo gube svoju energiju i neutraliziraju se tj
zahvaćanjem elektrona iz okolice pretvaraju se u atome helija Ako se unesu u tijelo hranom
ili udisanjem mogu biti opasne zbog svog jakog ionizirajućeg djelovanja
Ako atomska jezgra neke tvari emitira alfa-česticu ona doživljava promjenu što znači
da alfa zračenjem nastaje nova jezgra i stvara se novi element
24 Beta raspad
Neke nestabilne jezgre spontano mijenjaju svoju građu tako da se jedan neutron u njima
pretvori u jedan proton ili jedan proton u neutron (Slika 8) Takav se proces naziva beta-
raspadom Takve jezgre nazivamo beta-radioaktivnim
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
8
Slika 8 Beta raspad
Razlikujemo tri tipa beta-raspada
bull beta-minus raspad
bull beta-plus raspad
bull elektronski uhvat
Beta-minus raspad
Beta-minus zračenje je raspad jezgre u kojem se neutron u jezgri pretvara u proton a iz
jezgre izlijeću dvije čestice elektron i antineutrino Antineurino je čestica bez električnog
naboja i masa mu je praktično nula Gotovo uopće ne djeluje na tvar kroz koju prolazi pa
nema gotovo nikakvog učinka
Broj protona u jezgri povećava se za jedan a broj neutrona smanjuje se za jedan pa se
nukleonski broj jezgre mijenja
(5a)
(5b)
Beta-plus raspad
Pri beta-plus raspadu jedan proton u jezgri pretvara se u neutron a iz jezgre izlijeću
dvije čestice antielektron i neutrino Antielektron koji nastaje pri ovom raspadu ima jednaku
masu kao i elektron ali mu je električni naboj suprotan tj jednak je naboju protona Za
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
9
antielektron koristi se i naziv pozitron Neutrino je čestica bez naboja i mase uopće ne djeluje
na tvar kroz koju prolazi pa praktički nema nikakva učinka
Pri beta-plus raspadu broj protona u jezgri smanji se za jedan a broj neutrona poveća se
za jedan te se nukleonski broj jezgre ne mijenja
(6a)
(6b)
Elektronski uhvat
Uhvat elektronski konkurentan je proces beta-plus raspadu U ovom raspadu jedan od
elektrona iz omotača (K-ljuska najbliža jezgri) biva povučen od protona u jezgri Proton
prelazi u neutron uz emitiranje neutrina (točno definiranje energije)
(7a)
(7b)
25 Gama raspad
Elektromagnetsko zračenje koje emitiraju atomske jezgre zovemo gama-zračenje a
fotone tog raspada gama-fotoni (Slika 9) Proces pri kojemu atomske jezgre emitiraju gama-
zračenje zovemo radioaktivnim gama-raspadom a svaku atomsku jezgru koja emitira gama-
zračenje zovemo gama radioaktivnom
Slika 9 Gama raspad
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
10
Energije gama-fotona iz atomskih jezgara milijun su puta veće energije nego one koje
emitiraju atomi Zbog svoje velike energije fotoni gama-zračenja vrlo su prodorni i oštećuju
elektronske omotače atoma i molekula na koje nalijeću Zbog toga djeluju razorno i na tkiva
živih bića U gama raspadu ne mijenja se ni maseni ni redni broj jezgre
26 Zračenje
Zračenje je pojam kojim se označava prijenos energije ili čestica prostorom ili kroz tvari u
obliku elektromagnetskih valova ili subatomskih čestica Ionizacija je proces kojim atomi gube
katkad i dobivaju elektrone i tako od neutralnih postaju električki nabijene čestice koje zovemo
ioni
Zračenje postoji svuda u okolišu Najstarije radioaktivne tvari potječu još od prije postanka
Zemlje zbog svog dugog vremena poluraspada ndash što zapravo dokazuje da je određena količina
zračenja oduvijek postojala na Zemlji U posljednjih sto godina zračenje u okolišu malo je
povišeno zbog ljudskog utjecaja testovi s atomskim oružjem i proizvodnja nuklearne energije
Intenzitet zračenja u okolišu ovisi o brojnim čimbenicima o području gdje živimo sastavu tla
geografskoj širini građevinskim materijalima godišnjem dobu a djelomično i o vremenskim
uvjetima Kiša snijeg visoki ili niski atmosferski tlak i smjer vjetrova utječu na razinu zračenja
u okolišu
Ionizirajuće zračenje u prirodi medicini industriji i drugim istraživanjima školstvu i
katkad u javnoj uporabi rendgenske su zrake gama zrake elektroni i subatomske čestice
Vanjsko zračenje ljudi odnosi se na izlaganje zračenja od izvora koji su izvan tijela npr
od rendgenskog uređaja ili nekog drugog uređaja koji proizvodi ionizirajuće zračenje odnosno
od beta gama ili karakterističnih X-zraka koje emitiraju jezgre radioaktivnih atoma ndash
radionuklidi
Unutarnje zračenje ljudi nastaje kad radionuklid uđe u tijelo prehranom udisanjem kroz
ozljede ili izravnom apsorpcijom kroz kožu
27 Prirodni izvori zračenja
Prirodno pozadinsko zračenje dolazi iz tri glavna izvora kozmičko zračenje prirodno
zračenje (radon) i radioaktivni materijal
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
11
Kozmičko zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu dolazeći djelomično od Sunca i
drugih izvora energije u našem sunčevom sustavu a djelomično iz dalekog svemira Kozmičke
zrake su zračenja visokih energija koje na Zemlju dopiru iz svemira i izvanredno su prodorna
Na to zračenje utječe magnetsko polje Zemlje te je nešto više blizu polova u odnosu na ekvator
tj raste sa geografskom širinom No ipak Zemljina je atmosfera zbog apsorpcije učinkovita
zaštita od kozmičkog zračenja te se intenzitet povećava s nadmorskom visinom kako se sloj
zraka smanjuje
Zemljina kora sadrži uz ostalo radioaktivne tvari Uranij se nalazi u stijenama i tlu u vrlo
malim koncentracijama Isto tako i torij i kalij Ti radionuklidi emitiraju ionizirano zračenje
Budući da su zgrade i građevinski materijali uglavnom podrijetlom od materijala iz tla uvijek
sadrže i male količine radioaktivnosti te ozračuju ljude unutar zgrade i izvan zgrade Doze
zračenja ovise o vrsti stijena ili vrsti i podrijetlu tla odnosno građevinskom materijalu
Radon je plemeniti plin koji nastaje radioaktivnim raspadom u uranijskom nizu Oslobađa
se iz stijena i s površine tla dospijeva u atmosferu te može dospjeti i u kuće gdje se u zatvorenom
prostoru nakuplja Radon se radioaktivno raspada i tako nastaju drugi radionuklidi koji se
udisanjem uneseni u tijelo talože u plućima i mogu ozračivati okolno tkivo
Hrana i voda za piće također su izvori zračenja Radioaktivne tvari prisutne u okolišu u
manjim količinama nalaze se i u vodi za piće te hrani Najveći doprinos unutarnjem ozračenju
ljudi dolazi od radionuklida kalija-40 stroncija-90 i cezija-137 Količina kalija-40 ovisi o
mišićnoj masi te je npr dvostruko veća količina kod mladih osoba u odnosu na starije Neka
hrana npr školjke brazilski orasi i dr može sadržavati više radionuklinda zbog specifičnosti
geografskog područja u kojima se uzgaja
Slika 10 Prirodni i umjetni izvori Zračenja u frekvencijskom području
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
12
28 Umjetni izvori zračenja
Doze zračenja od umjetnih izvora ionizirajućih zračenja za većinu su ljudi puno manje
nego od prirodnih zračenja Za razliku od prirodnih izvora zračenja ove doze mogu se nadzirati
Izvori su (Slika 10) medicinsko ozračivanje te ozračivanje od radionuklida koji su dospjeli u
okoliš ljudskom djelatnošću kao posljedica nuklearnih ispitivanja od nuklearnih postrojenja od
ispusta koji su nastali nuklearnim nesrećama te od radionuklida opće uporabe
Slika 11 Rendgenska slika lijeve i desne šake
Medicinsko izlaganje je zračenje koje se u medicinske svrhe rabi za dijagnostiku ili
terapiju Najstarija primjena zračenja je medicinska dijagnostika s pomoću rendgenskog
zračenja Toliko je korisna i raširena da se u svijetu obavljaju milijuni različitih rendgenskih
pregleda godišnje (Slika 11) Kod nekih bolesnika se rabi i gama zračenje koje emitiraju
radionuklidi uneseni injekcijom ili napitkom u bolesnikovo tijelo Tu tehniku zovemo nuklearna
medicina Radionuklid je dio farmaceutskog pripravka odabran tako da se ciljano ugrađuje u
organ ili tkivo koje se želi ispitati Tijek širenja radionuklida prati se pomoću gama kamere koja
bilježi raspodjelu zračenja te se pomoću nje može procijeniti je li tkivo zdravo ili bolesno kao i
stupanj oboljenja Kancerogena oboljenja tretiraju se zračenjem iz uređaja koji proizvode X-
zrake čestice (elektrone) ili iz terapijskih uređaja s daljinskim upravljanjem koji sadrže gama
izvore Ta zračenja služe za ubijanje kancerogenih stanica bolesnog tkiva Medicinsko izlaganje
daje najveći doprinos ozračenju pučanstva od svih umjetnih izvora
Radionuklidi u okolišu postoje u prirodi kao posljedica nuklearnih ispitivanja oružja i
drugih djelatnosti Ljudi su izloženi njihovom djelovanju na različite načine udisanjem iz zraka
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
13
unošenjem kontaminirane hrane i vode za piće ili zračenjem radionuklidima koji su pali na tlo i
nalaze se na površini
U industrijskim djelatnostima se također koriste radioaktivne tvari Tako se npr
rendgenski uređaji upotrebljavaju na brojnim mjestima kao što su zračne luke carine granični
prijelazi za nadzor prtljage Zatim za ispitivanje nesavršenosti u konstrukcijama cjevovodima i
predmetima
Poljodjelstvo i industrija hrane također koriste zračenje pri dobivanju novih vrsta jemena
koje daju bolje prinose te za uništavanje nametnika i pri konzerviranju namjernica u kojima
uništava nametnike i patološke bakterije a hrana zračenjem ne postaje i sama radioaktivna
29 Biološki efekti zračenja
Prolaz zračenja kroz živa bića izaziva promjene na živim stanicama organima ili
cijelom tijelu Te promjene koje zračenje izaziva na živim tkivima nazivamo biološkim
efektima zračenja Prolaskom kroz tijelo zračenje ionizira molekule što može dovesti do
promjena oštećenja ili čak razaranja organskih makromolekula tijela Ti fizikalno-kemijski
procesi u tkivima mogu izazvati cijeli lanac bioloških promjena čiji je rezultat biološka
reakcija na zračenje
Biološki efekti zračenja mogu se pojaviti na ozračenom pojedincu (somatski efekti) kao
i u potomstvu ozračenog pojedinca ako se oštetio nasljedni mehanizam (genetski efekti)
Velikim dijelom biološki efekti zračenja ovise o primljenoj (apsorbiranoj) dozi tj količini
energije zračenja koja je apsorbirana u jedinici mase tijela
Jedinica za apsorbiranu dozu je grej (oznaka Gy) Biološki efekti zračenja ovise i o vrsti
zračenja što se karakterizira tzv faktorom kvalitete zračenja Q Mjera za biološke efekte koja
uzima u obzir njihovu ovisnost o apsorbiranoj energiji i vrsti zračenja je ekvivalentna doza
Ona je jednaka produktu apsorbirane doze i faktora kvalitete Jedinica za ekvivalentnu dozu je
sivert (oznaka Sv)
Doze veće od 025 Sv uzrokuju promjenu krvne slike Doze od 2 do 3 Sv izazivaju
probavne smetnje i radijacijsku bolest a u slučaju neliječenja moguća je i smrt Doza od 4 Sv
izaziva smrt u 50 slučajeva a doza od 6 Sv rezultira 100 smrtnošću osim uz posebno
liječenje Pri dozama od 8 Sv smatra se da je smrtnost 100 i pored liječenja
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
14
Biološki efekti zračenja ovise i o trajanju ozračivanja raspodjeli doze po tijelu i
osjetljivosti organizma Linearna ovisnost doze zračenja i bioloških oštećenja potvrđena je za
velike doze Međutim postoje dvojbe o učincima malih doza zračenja Dapače postoje
indicije da male doze zračenja imaju pozitivno djelovanje Preporučuje se da se izloženost
zračenju svede na najmanju moguću mjeru svakako reda vrijednosti prirodnog ozračivanja
210 Detekcija radioakivnog zračenja
Danas se upotrebljavaju različite metode za detekciju zračenja One se zasnivaju na
pojavama vezanim za prolaz zračenja kroz materiju Zračenje ostavlja tragove u fotografskoj
emulziji izaziva ionizaciju u plinovima prolaskom zračenja kroz razne materije javlja se
termoluminiscencija a prolaskom zračenja kroz neke kristale javljaju se bljeskovi Na tim se
pojavama temelje načela rada detektora radioaktivnog zračenja
Ionizacijska komora
Ionizacijska komora se sastoji iz posebne cijevi u kojem se nalaze dvije elektrode
uključene na visok napon (Slika 12) U cijevi se obično nalazi neki plemeniti plin
Radioaktivno zračenje koje dospijeva u aktivnu zapreminu komore ionizira plin pri čemu
nastaju ioni oba predznaka (teški pozitivni ioni i laki negativni ioni odnosno elektroni) Pod
utjecajem jakog električnog polja ioni se skupljaju na elektrodama Nastaje električna struja
kroz plin koja se poslije pojačavanja registrira mjernim instrumentom
Slika 12 Shema ionizacijske komore
Pomoću ionizacijske komore mogu se registrirati alfa-čestice i beta-čestice dok je za
gama-zrake ovo previše prozračan detektor
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
15
Wilsonova komora
Engleski fizičar Wilson prvi je 1912 godine konstruirao ovaj uređaj Aktivna sredina
komore je zasićena para najčešće vode helija dušika ili argona Izvor radioaktivnog zračenja
postavlja se unutar aktivne sredine Naglim povećanjem tlaka para se prvo sabije a zatim
smanjivanjem tlaka dolazi do širenja pare pri čemu se temperatura pare snižava i ona prelazi
u prezasićeno stanje Takva para se lako kondenzira u tekućinu Prilikom prolaska samo jedne
alfa-čestice nastaju tisuće parova iona koji postaju centri kondenzirane pare Na taj način se
formiraju kapljice tekućine koje stvaraju tragove koji su vidljivi golim okom
Scintilacijski brojač
Rad scintilacijskog brojača temelji se na svojstvu tvari da pod utjecajem radioaktivnog
zračenja emitira svjetlucanje malog intenziteta Pri prolasku tvar naelektrizirane čestice
uzrokuju ionizaciju i prelazak atoma u osnovno stanje pri čemu atomi ispuštaju vidljivu
svjetlost u obliku svjetlucanja Svjetlosni signali se zatim pretvaraju u električne impulse Na
osnovu broja i amplitude tih impulsa određuje se intenzitet i energija radioaktivnih čestica
Pomoću ovog brojača mogu se registrirati brzi elektroni i gama-fotoni
Geiger-Muumlllerov brojač
Slika 13 Shema Geiger‐Mullerovog brojača
Geiger-Muumlllerov brojač je uređaj kojim se broje pojedine čestice ili fotoni zračenja
(Slika 13) Osnovni dio mu je Geiger-Muumlllerova cijev slična ionizacijskoj komori ali su
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
16
elektrode spojene na izvor višeg napona koji uzrokuje jako električno polje Rad Geiger-
Muumlllerovog brojača zasniva se na ionizacijskim efektima Nekoliko primarno stvorenih
naboja ioniziranjem u plinu u jakom električnom polju u cijevi postižu velike brzine te
ioniziraju druge atome plina Ionizacija se nastavlja s novonastalim ioniziranim česticama
Takvom lančanom ionizacijom gotovo trenutno se ionizira cijeli plin a strujnim kugom
poteče jak strujni impuls oko 1010 puta jači od početne struje Zbog naglog povećanja
vodljivosti plina u cijevi smanji se napon među elektrodama i ionizacija se zaustavlja Za to
vrijeme dok je plin u cijevi ioniziran cijev ne može registrirati nove čestice To vrijeme
zovemo mrtvo vrijeme
Slika 14 Geiger‐Mullerov brojač
Omjer broja registriranih impulsa N (umanjen za broj registriranih impulsa N0 koji
potječu od zračenja iz okoliša) i broja ulaznih čestica ili fotona Nu zovemo efikasnost brojača
Efikasnost ovog brojača za alfa i beta čestice je velika Ovakav je brojač vrlo pogodan za
upotrebu i relativno je jeftin (slika 14)
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
17
3 Radon
Slika 15 Radon ‐ simbol
Glavni prirodni izvor zračenja na kojeg možemo utjecati je radon Radon (Slika 15) je
1900 godine otkrio Friedrih Ernst Dorn Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio
ime Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan
Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj
temperaturi Radioaktivan je jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše Ne spaja se sa
drugim elementima izuzev fluorom
Nastaje kao međuproizvod pri radioaktivnom raspadu uranija torija i aktinija a sam se
radioaktivnim raspadom pretvara u odgovarajuće izotope olova Uz plutonij je vjerojatno
najrjeđi element na Zemlji a u tragovima prati sve druge radioaktivne elemente Rasprostirući
se od njih kao plin u njihovu okolinu čini i nju radioaktivnom U najnovije doba količina
radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću Kad se radon ohladi
ispod temperature ledišta postaje fosforescentan Malo je proučavan dijelom zato što je
plemeniti plin i teško stvara molekule a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje
uništilo svaki spoj koji bi stvorio Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje karcinoma
Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema
neposredno prije uporabe
Radon je radioaktivni plemeniti plin bez boje mirisa i okusa Ukapljuje se pri
temperaturi -65 ordmC a u čvrsto stanje plošno centralne kubične rešetke prelazi pri -110 ordmC U
čvrstom stanju intenzivno fosforescira žutom svjetlošću koja daljnjim hlađenjem prelazi u
narančasto-crvenu Procjenjuje se da na radon zajedno s njegovim kratkoživućim potomcima
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
18
otpada frac34 godišnje doze zračenja koju osoba primi iz zemaljskih prirodnih izvora i oko
polovine doze iz svih prirodnih izvora Većina ove doze prima se udisanjem u zatvorenim
prostorima Radon difundira iz tla i zidova te se nakuplja u prostorijama a njegovi se
radioaktivni potomci (polonij bizmut olovo) lijepe se čestice prašine u zraku Kad ih
udahnemo zalijepe se za pluća i svojim ih alfa zračenjem oštećuju što može dovesti do
pojave raka pluća Koncentracija radona ovisi o sastavu tla katu (najveća je u podrumu i u
prizemlju) i o ventilaciji prostorija Dobro prozračivanje prostorija može upola smanjiti dozu
zračenja primljenu od radona
31 Izotopi radona
Svi izotopi radona su radioaktivni a nastaju kao produkti raspada u radioaktivnim
nizovima uranija (238U) torija (232Th) i aktinija (235U) Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada
t12 = 396 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon Izotop 220Rn (t12 = 556 s) nastaje
raspadom torija pa se naziva toron a najduže živući izotop 222Rn (t12 = 3825 dana) nastaje
alfa raspadom radija 226Ra i naziva se radon Radon ima četiri kratkoživuća potomka 218Po 214Pb 214Bi i 214Po od čega su oba polonija alfa-radioaktivna dok su bizmut i olovo beta i
gama radioaktivni
Tablica 1 Fizikalne karakteristike radona kao i njegovih kratkoživućih potomaka (vremena poluraspada tipovi radioaktivnih raspada i odgovarajuće energije emitiranih čestica pri radioaktivnom raspadu)
Radionuklid vrijeme poluraspada
α-zračenje (MeV)
β-zračenje (MeV)
γ-zračenje (MeV)
RADON sup2sup2sup2Rn 3825 d 54897 sup2sup1⁸Po 305 min 60026 sup2sup1⁴Pb 268 min 067 073 02952 03520
sup2sup1⁴Bi 197 min 151 154 317 327
06064 11204 17645
sup2sup1⁴Po 1637 μs 76869
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
19
32 Izvori radona
Radon je prirodni radioaktivni plin Glavni izvor radona (sup2sup2sup2Rn) je tlo koje sadrži radij
(sup2sup2⁶Ra) koji alfa raspadom daje plinoviti radon
Tablica 2 Koncentracije radona na različitim područjima
Lokacija Koncentracija (atomcmsup3)
zrak iznad oceana 004 zrak neposredno iznad
površine Zemlje 4
klasična kuća 20 zemni plin 20000
unutrašnjost tipičnog minerala 500000
U tablici 2 su prikazane tipične koncentracije radona na različitim lokacijama a iz
navedenih se rezultata može zaključiti da većina radona nikad ne napušta mineral u kojem
nastaje već ostaje čvrsto zarobljen unutar kristalne rešetke do svog radioaktivnog raspada
No manji dio ipak napušta kristalnu rešetku te vođen različitim transportnim mehanizmima
prevaljuje put iz unutrašnjosti prema površini Zemlje I neki građevinski materijali posebno
pojedine vrste betona mogu sadržavati toliko radija da pridonose povećanju koncentracije
radona u našim domovima Osim toga radon se otapa u vodi iz koje se u domaćinstvima
oslobađa prilikom tuširanja i pranja Ipak istraživanja pokazuju da je glavni uzrok velikih
koncentracija u domovima prodiranje radona iz tla
Među važnije izvore radona u pojedinim dijelovima kuće osim građevinskog
materijala spada i domaća voda koja se crpi iz podzemnih izvora Površinske vode imaju
premale koncentracije radona da bi uopće mogle utjecati na količine radona u kućama
Podzemne vode pak mogu akumulirati radon nastao u Zemljinoj kori i kao rezultat toga mogu
se ponegdje naći vrlo visoke koncentracije radona Pri normalnoj uporabi takve vode može se
očekivati značajan ulazak radona vrlo visokih koncentracija iz vode u zrak unutar prostorija
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
20
33 Koncentracije radona u kućama
Prosječna koncentracija radona u kućama u svijetu je oko 50 Bqmsup3 a na otvorenom
prostoru ona iznosi oko 15 Bqmsup3 Komisija Europske Unije (The Commission Of The
European Communities) odlukom 90143Euroatom iz 1990 preporuča srednje godišnje
radonske koncentracije u zraku u kućama iznad koje treba poduzeti dodatnu zaštitu od radona
(action level) 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju Iznad tih vrijednosti
opravdano je započeti poduzimanje protumjera za redukciju razine radona vodeći računa i o
ekonomskim odnosno društvenim faktorima Na radnim mjestima se preporučuje
poduzimanje intervencijskih mjera za redukciju razine radona ako srednja godišnja
koncentracija u zraku premašuje iznos od 1000 Bqmsup3 (ICRP Publication 65 iz 1994)
Intervencijske mjere za redukciju razine radona su pasivne i aktivne Pasivne su
ugradnja zaštitne nepropusne membrane temeljito brtvljenje podzemnog dijela kuće što
uključuje pažljivo zatvaranje svih pukotina i ugradnjom nepropusnih manšeta na sve prodore
cijevi i instalacija kroz zid Aktivne metode su ugradnja dodatne ventilacije i ventilatora koji
stvara podtlak u prostorijama s povećanom koncentracijom radona
U Hrvatskoj trenutno nema propisane zakonske regulative koje se odnose na radonske
koncentracije i mjere redukcije radona ali prije ulaska u Europsku Uniju trebali bi prihvatiti
njihove preporuke (od 400 Bqmsup3 za starogradnju i 200 Bqmsup3 za novogradnju)
U Hrvatskoj srednja vrijednost radonske koncentracije u zraku u kućama iznosi 68
Bqmsup3 (minimum 4 Bqmsup3 a maksimum 751 Bqmsup3) [Planinić i sur 2006] Stoga je
očekivanje kako će radonske koncentracije u zraku u kućama Grada Velike Gorice i susjednih
općina Orle Kravarsko i Pokupsko biti unutar prethodno navedenih vrijednosti za Hrvatsku
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
21
34 Kako radon ulazi u kuće i kako se pravilno zaštititi od radona
Slika 16 Način ulaska radona u kuću
Radon može prodrijeti u kuće iz raznih izvora i na razne načine (Slika 16)
Koncentraciji radona u kućama najviše pridonosi tlo iz kojeg radon može izaći kroz veće ili
manje otvore u temeljima kuća Budući da radon konstantno izlazi iz tla uvijek je prisutan u
zraku ali u određenim okolnostima koncentracija u prostoriji može biti značajno veća nego
od normalne koncentracije u zraku Većina zgrada i prostorija ima ograničen prostor s
ograničenim kretnjama zraka i sporom izmjenom sa vanjskim zrakom Kad radon jednom uđe
u prostoriju dolazi do njegovog raspada i povećanja koncentracije produkata tog raspada
Razlika u tlaku glavni je način prelaska radona iz tla u prostoriju budući da je tlak unutar
prostorije obično niži nego u tlu Koncentracija radona u pravilu će biti najveća u podrumu i u
prizemlju Koncentracija na prvom katu najčešće će biti upola manja dok je koncentracija
radona iznad prvog kata obično zanemariva Koncentracija radona unutar zgrade obično je
oko 5 puta veća nego na otvorenom Mogući putovi ulaska radona u unutrašnjost kuće su
kroz pukotine u podu nosive betonske grede pukotine na zidu pukotine na podu zatvorene
terase vodovodom i kanalizacijskom infrastrukturom
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
22
Tlo ispod kuće se nakon gradnje obično malo slegne i ostane prazan prostor između
betonske ploče i površine zemlje U tom se prostoru skuplja radon Da bi spriječili njegovo
prodiranje u građevinu prije svega treba zatvoriti putove ulaska u kuću Ukoliko je kuća
kvalitetno napravljena i nema ni najmanjih pukotina na ploči i zidovima te ako ploča
kontinuirano prelazi u bočne zidove pri čemu je napravljena kvalitetna hidroizolacija radon
ne može prodrijeti u kuću Budući da su količine zarobljenog radona ispod ploče značajne
dobro je omogućiti nastavak njegovog prirodnog puta prema atmosferi smanjivši mu
koncentraciju ispod građevine To se izvodi tako da se postavi cijev koja vodi od prostora
ispod ploče pa sve do mjesta gdje se može ispustiti radon
Ako je kuća sagrađena na tlu iz kojeg se radon širi u većim količinama najbolje je
zadržati ga izvan stambenog prostora Sanacija podruma u kojem se pojavljuje veća
koncentracija radona je najdjelotvornija ako se sustavom ventilacijskih cijevi radon izvuče
ispod temeljne ploče i preusmjeri u okolni prostor Za takvo jednostavno postrojenje dovoljan
je i osrednji ventilator koji će u cijevima stvoriti podtlak dovoljan za njegovo kontinuirano
odvođenje Otvor u temeljnoj ploči znači opasnost od prodiranja podzemne vode pa takva
izvedba zahtjeva stručnu primjenu najboljih izolacijskih materijala i brtvila Suvremeni sustav
prozračivanja niskoenergetskih objekata pokazali su se vrlo djelotvorni i u suzbijanju pojave
radona u zraku stamenog prostora Na sustav za prozračivanje s izmjenjivačem topline
priključe se dodatni ogranci kojima se u podrumu temeljito izmjenjuje zrak Zimi zagrijani
zrak iz stambenog prostora i (topliji) zrak iz podruma u izmjenjivaču predaju svoju toplinu
svježem zraku a pregrijani svježi zrak stalno struji u kući
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
23
4 Eksperimentalni dio
41 Grad Velika Gorica općine Kravarsko Pokupsko i Orle
Slika 17 Grb grada Velike Gorice
Područje Grada Velike Gorice (slika 17) prostire se na površini od 552 km2 i zahvaća
Turopoljsku nizinu dio Posavine i Vukomeričkih gorica Velika Gorica se sastoji od 58
naselja S brojem stanovnika od 63517 za područje Grada i samim naseljem od preko 30000
stanovnika Velika Gorica zauzima sedmo mjesto u Republici Hrvatskoj Velika Gorica je
najveći i najznačajniji grad Zagrebačke županije
Općina Kravarsko nalazi se u središnjem dijelu Vukomeričkih gorica prostire se na
površini 58 km2 (blaga brda zasađena vinogradima i voćnjacima) Općina Kravarsko ima
1983 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
Slika 18 Grb općine Pokupsko
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
24
Općina Pokupsko (slika 18) je smještena na lijevoj obali rijeke Kupe u srednjem
Pokuplju Prostire se na površini od 122 km2 Općina pokupsko ima 2492 stanovnika
raspoređenih u 14 naselja
Slika 19 Grb općine Orle
Općina Orle (slika 19) smještena je između rijeke Odre i rijeke Save prostire se na
površini od 576 km2 Općina Orle ima 2145 stanovnika raspoređenih u 10 naselja
42 Izrada detektora
Koristili smo tzv neodvojivi (nonstrippable) film LR-115 II (proizvođač Kodak-Pathe
Francuska) koji se od proizvođača dobivaju u većim plohama koji se režu na manje dijelove
(24 x 3cm) (slika 20)
Slika 20 Izrada filmova
Na izrezane filmove se urezuje oznaka koja sadrži dva broja Prvi broj je broj županije i
po dogovoru on se piše rimskim brojevima (za Zagrebačku županiju to je bdquoIldquo) a drugi broj je
redni broj detektora (npr I-155)
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
25
Za svaki detektor nam je potrebno dva filma jedan se lijepi na vanjski bočni rub
plastične posude tzv vanjski film i drugi koji se lijepi na unutarnji dio poklopca posude tzv
difuzni film Ova dva filma imaju isti redni broj ali kako bi ih kasnije razlikovali difuznom
filmu dodaje se još oznaka bdquoldquo
Slika 21 Detektor ‐ plastična posudica s filmovima
Difuzni film pričvrstimo na poklopac s unutarnje strane pomoću ljepljive trake i to na
način da trakom zahvatimo što manju površinu filma Kad je difuzni film zalijepljen
pričvrstimo poklopac za plastičnu posudu i istim načinom na vanjski rub posude zalijepimo
vanjski film Na poklopac s vanjske strane se zalijepi naljepnica na kojoj piše broj detektora
Kad je sve napravljeno detektor je spreman za postavljanje
43 Postavljanje i prikupljanje detektora
Detektori (slika 21) se postavljaju u prostoriju u kojoj se najviše boravi obično je to
spavaća ili dnevna soba) na povišeno mjesto (npr na 23 visine prostorije npr na ormar)
tako da detektor stoji na poklopcu a da mrežica bude okrenuta prema gore dok vanjski film
gleda prema sredini prostorije Prilikom postavljanja detektora važno je upisati u tablicu točan
datum kad je detektor postavljen (start) a vlasniku kuće ili stana je važno naglasiti da što
manje pomiče i dodiruje detektor kako ga ne bi uništio Prilikom donošenja detektora vlasniku
kuće zapisao sam sljedeće podatke ime i prezime adresa mjesto broj članova obitelji te
broj članova mlađih od 12 godina redni br kata start i stop
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
26
Nakon godinu dana prikupljaju se izloženi detektori Kod prikupljanja detektora važno
je odmah čim se detektor ukloni sa svoje lokacije skinuti filmove i umotati ih u aluminijsku
foliju kako filmovi više ne bi bilježili tragove i zapisati u tablicu točan datum i vrijeme (stop)
Filmove umotane u aluminijsku foliju odlažemo u hladnjak gdje su pohranjeni do jetkanja
44 Jetkanje filmova
Budući da na filmovima LR-115 tip II nakon njihova izlaganja α-česticama ostaju
rupice malog promjera koje brojač ne može prebrojati tragovi na filmu se moraju proširiti
tzv postupkom jetkanja Jetkanje filmova je osnovna metoda kemijske obrade detektora
nuklearnih tragova
Jetkanje smo izvodili u termo-kontroliranoj posudi (kalorimetar s grijačem slika 22) na
temperaturi od 60 ordmC Kao jetkalo smo koristili 10-tnu otopinu NaOH
Slika 22 Kalorimetarska posuda
Prije jetkanja s filmova smo odstranili nečistoće (npr ostaci ljepila s ljepljive trake
slika 23) tako da smo odsjekli dijelove filma na kojima ima ljepila
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
27
Slika 23 Odstranjivanje nečistoće sa filmova
Slika 24 Stavljanje filmova na stalak
Nakon toga filmove smo stavili na nosač (slika 24) Pritom su filmovi razdvojeni
malim cilindričnim graničnicima koji ih drže na fiksnoj međusobnoj udaljenosti što je važno
za cirkuliranje jetkala oko filmova Stalak s filmovima smo ispirali u destiliranoj vodi 20
minuta Nakon pranja stalak s filmovima uronili smo u 10 otopinu NaOH koju smo
prethodno pripravili (Slika 25)
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
28
Slika 25 Priprema 10 otopine NaOH
Slika 26 Jetkanje filmova
Sam postupak jetkanja trajao je 2 sata (120 minuta slika 26) Nakon toga smo stalak sa
filmovima vratili ponovno u destiliranu vodu kako bi se filmovi oprali od NaOH Pranje
filmova ponovno traje 20 minuta a nakon pranja se suše na zraku u sobi 24 sata Nakon
sušenja detektori su spremni za brojanje Zbog lakšeg brojanja i skladištenja lijepimo ih na
predmetna stakalca
45 Brojanje tragova i statistička obrada
Vizualno brojanje (Slika 27) tragova je najtočniji postupak određivanja ukupnog broja
tragova na detektoru nuklearnih tragova Nažalost ovakav postupak je vrlo spor i zamoran
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
29
Glavni zahtjev za eksperimentatora je dosljednost pri definiranju što je trag na detektoru
Različite prosudbe o tragu daju i različite koeficijente osjetljivosti za iste detektore
Slika 27 Mikroskop Olympus BX‐51
Sam postupak brojanja tragova(Slika 28 i 29) na detektoru sastoji se u podjeli detektora
na polja određene površine te sustavnom pretraživanju i brojanju tragova unutar pojedinog
polja
Slika 28 Mala gustoća tragova
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
30
Slika 29 Velika gustoća tragova
Prilikom obrade rezultata pretpostavlja se da tragovi razasuti na filmu detektora slijede
Poissonovu raspodjelu (kao i kod ostalih nuklearnih događaja u kojima sudjeluje mnoštvo
čestica od kojih samo neke ostavljaju tragove) Prema toj razdiobi standardna devijacija se
određuje kao korijen od ukupnog broja tragova N pa je vidljivo da ih već nekoliko stotina
daje prihvatljivu statističku pogrešku Tako npr za 400 prebrojanih tragova standardna
devijacija iznosi 20 tragova a relativna pogreška (standardna devijacija srednja vrijednost)
iznosi 5 [Durrani 1997]
Na temelju dobivenog broja tragova na filmu LR-115 koncentracija radona (c0) u zraku
dobiva se na sljedeći način
middot cedil (8)
gdje je k ndash koeficijent osjetljivosti (k = 435 middot middot
) a D0 ndash broj tragova na filmu koji se odredi prema izrazu
(9)
Gdje je ρ ndash gustoća tragova na filmu (trcm2) ρ0 ndash gustoća tragova na neizlaganom (nultom) filmu a t ndash vrijeme izlaganja
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
31
Pogrešku metode određivanja koncentracije radona odredimo iz pravila za totalni
diferencijal izraza (8) i (9) te dobivamo
σc= (10)
Korištena metoda mjerenja koncentracije radona pomoću dva filma LR-115 omogućava
i procjenu ravnotežnog faktora F koji se definira kao omjer ravnotežne koncentracije ceq i
stvarne koncentracije aktivnosti radona c0 Ravnotežni faktor karakterizira neravnotežu
radonovih potomaka i radona Za gustoće tragova D i D0 na otvorenom odnosno difuznom
filmu ravnotežni faktor računamo prema sljedećoj relaciji
(11)
pri čemu parametri a i b imaju vrijednosti a = 05 b = -053 [Planinić i sur 1997]
Srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent H koji potječe od radona i njegovih
kratkoživućih potomaka računamo prema relaciji
H= (k1+k2F)cT (12)
pri čemu su konverzijski faktori k1 = 017 nSv(Bqm3)-1h-1 i k2 = 9 nSv(Bqm3)-1h-1 F je
ravnotežni faktor c je koncentracija radona a T = 08 36525 24 h = 70128 h vrijeme
boravka pojedinca u kući tj vrijeme izlaganja radonu
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
32
5 Rezultati i rasprava
U Tablici 3 su prikazani rezultati izvršenih mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica
i susjednim općinama
Tablica 3 Rezultati mjerenja radona u kućama u gradu Velika Gorica i susjednim općinama t predstavlja vrijeme izlaganja detektora (u danima) c je koncentracija radona u kući σc je pripadna standardna devijacija (izračunata prema jednadžbi (10)) a F je ravnotežni faktor između radona i njegovih kratkoživućih potomaka
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 265 KRAVARSKO 38717 990 83 0658 I ‐ 280 KRAVARSKO 38619 340 29 I ‐ 263 KRAVARSKO DONJI HRUŠEVEC 38615 630 53 I ‐ 297 ORLE 38021 956 80 I ‐ 283 ORLE ČRET POSAVSKI 38029 1681 140 0224 I ‐ 286 ORLE DRNEK 38027 1164 97 0572 I ‐ 287 ORLE RUČA 38025 930 77 0563 I ‐ 298 ORLE STRUŽEC POSAVSKI 38027 722 61 0556 I ‐ 272 ORLE SUŠA 38019 838 67 0772 I ‐ 274 ORLE VELEŠEVEC 38029 534 45 0766 I ‐ 281 POKUPSKO 38800 478 39 0523 I ‐ 257 POKUPSKO AUGUŠTANOVEC 38602 561 47 0404 I ‐ 249 POKUPSKO CERJE 38610 515 43 0662 I ‐ 255 POKUPSKO GLADOVEC 38604 663 55 0434 I ‐ 260 POKUPSKO HOTNJA 38613 381 32 0355 I ‐ 261 POKUPSKO JAGODIĆI 38708 886 74 0296 I ‐ 229 POKUPSKO KRPEČANCI 38515 535 44 0866 I ‐ 186 POKUPSKO LIJEVI ŠTEFANKI 38508 558 46 0882 I ‐ 234 POKUPSKO LUKINIĆ BRDO 38523 469 39 0654 I ‐ 253 POKUPSKO OPATIJA 38606 687 57 0878 I ‐ 258 POKUPSKO SKENDER BRDO 38610 471 40 0730 I ‐ 224 POKUPSKO STREZOJ 38498 743 63 0695 I ‐ 264 POKUPSKO ZGURIĆ BRDO 38708 403 34 0865 I ‐ 31 VELIKA GORICA 36608 503 42 0365 I ‐ 66 VELIKA GORICA 36869 708 59 0438 I ‐ 69 VELIKA GORICA 23269 820 67 0175 I ‐ 116 VELIKA GORICA 36560 801 67 0264 I ‐ 123 VELIKA GORICA 38131 3318 273 I ‐ 252 VELIKA GORICA 38477 544 46 0231 I ‐ 266 VELIKA GORICA 38515 1742 146 0233 I ‐ 293 VELIKA GORICA 38260 2073 172 0215 I ‐ 295 VELIKA GORICA 39002 1381 117 0425 I ‐ 296 VELIKA GORICA 39177 576 48 0204
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
33
Tablica 3 (nastavak)
Detektor Naselje tdan c Bq m-3 σc Bq m-3 F
I ‐ 129 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38235 635 53 0399 I ‐ 285 VELIKA GORICA BUKEVJE 38035 1387 110 I ‐ 223 VELIKA GORICA BUKOVČAK 38529 402 45 0406 I ‐ 271 VELIKA GORICA BUŠEVEC 38017 857 71 0341 I ‐ 228 VELIKA GORICA CEROVSKI VRH 38523 584 48 0489 I ‐ 182 VELIKA GORICA CVETKOVIĆ BRDO 38594 366 31 0588 I ‐ 193 VELIKA GORICA ČAKANEC 38575 469 39 0590 I ‐ 284 VELIKA GORICA ČIČKA POLJANA 38019 2442 202 0492 I ‐ 277 VELIKA GORICA ČRNKOVEC 38033 1920 160 I ‐ 288 VELIKA GORICA GRADIĆI 38385 1341 112 0567 I ‐ 222 VELIKA GORICA JAGODNO 38504 570 48 0823 I ‐ 270 VELIKA GORICA KUĆE 38019 573 56 0587 I ‐ 208 VELIKA GORICA LAZINA ČIČKA 38500 825 69 0585 I ‐ 225 VELIKA GORICA LUKAVEC 38627 397 34 0481 I ‐ 278 VELIKA GORICA MALA BUNA 38625 733 61 0728 I ‐ 160 VELIKA GORICA MARKUŠEVEC 38360 1286 106 0317 I ‐ 156 VELIKA GORICA MIČEVEC 38242 1182 95 I ‐ 279 VELIKA GORICA MIČEVEC 38308 2077 166 0195 I ‐ 256 VELIKA GORICA MRACLIN 38733 839 74 0317 I ‐ 282 VELIKA GORICA OKUJE 38735 1229 106 0534 I ‐ 292 VELIKA GORICA PETINA 38033 1506 118 0407 I ‐ 227 VELIKA GORICA PETRAVEC 38525 507 42 0569 I ‐ 254 VELIKA GORICA RAKARJE 38573 436 37 0531 I ‐ 299 VELIKA GORICA SOP BUKEVSKA 38031 605 51 I ‐ 273 VELIKA GORICA STRMEC BUKEVSKI 38031 834 68 0466 I ‐ 275 VELIKA GORICA ŠČITARJEVO 38215 579 49 0186 I ‐ 276 VELIKA GORICA ŠILJAKOVINA 38623 838 70 0448 I ‐ 294 VELIKA GORICA TUROPOLJE 38221 1626 133 0601 I ‐ 267 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38619 377 32 0275 I ‐ 268 VELIKA GORICA VELIKA BUNA 38621 398 34 I ‐ 44 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 36592 402 34 0567 I ‐ 56 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38235 1006 84 0589 I ‐ 64 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38229 736 62 0435 I ‐ 155 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38188 6938 561 0376 I ‐ 290 VELIKA GORICA VELIKA MLAKA 38394 1502 125 0654 I ‐ 120 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 727 60 0504 I ‐ 127 VELIKA GORICA VELIKO POLJE 38302 694 57 0298 I ‐ 200 VELIKA GORICA VUKOMERIĆ 38527 350 30 0635 I ‐ 269 VELIKA GORICA VUKOŠINCI 38621 816 68 0460 I ‐ 291 VELIKA GORICA VUKOVINA 38017 446 37 0496
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
34
Srednja vrijednost radonske koncentracije uz pogrešku mjerenja za Grad Velika
Gorica iznosi 1078 plusmn 90 Bqm3 za Općinu Orle 975 plusmn 81 Bqm3 za Općinu Kravarsko 653
plusmn 55 Bqm3 za Općinu Pokupsko 566 plusmn 47 Bqm3 Srednje vrijednosti radonske
koncentracije i mjerne lokacije su prostorno prikazane na slici 30
Slika 30 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i okolnih općina
Mjereni podaci će služiti za izradu radonskog zemljovida Republike Hrvatske koji
izrađuju znanstvenici Odjela za fiziku Sveučilišta J J Strossmayera iz Osijeka Njihova
metoda rada je mjerenje po kvadrantima 10 x 10 km2 zbog uklapanja u Europski radonski
zemljovid Stoga smo izradili takav zemljovid koji je prikazan na slici 31 Vidi se dobra
povezanost između prikaza po općinama i prikaza po kvadrantima
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
35
Slika 31 Zemljovid koncentracije u zraku u kućama na području grada Velike Gorice i susjednih općina (podjela po kvadrantima)
Na slici 32 prikazan je zemljovid radonskih koncentracija za cijelu Zagrebačku
županiju gdje su korišteni podaci iz 2006 (Radolić i sur ) i podaci iz ovog diplomskog rada
Slika 32 Zemljovid radonske koncentracije u zraku u kućama na području Zagrebačke županije do 2011 (podjela po kvadrantima)
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
36
Srednja vrijednost ravnotežnog faktora (F) za Grad Velika Gorica iznosi 0443 za
Općinu Orle 0575 za Općinu Kravarsko 0658 i za Općinu Pokupsko 0600 Dobivena
aritmetička sredina za ravnotežni faktor na području Grada Velike Gorice i okolice je 0578
Za stanovnike Grada Velike Gorice i okolice srednji godišnji efektivni dozni ekvivalent iznosi
H= 31 mSv
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
37
6 Zaključak
Radon i njegovi kratkoživući potomci najviše doprinose zračenju cjelokupnog
stanovništva Iako doprinosi zračenja od beta i gama zračenja kratkoživućih radonovih
potomaka nisu zanemariva postoji velika suglasnost među znanstvenicima da je upravo alfa
zračenje ono koje je najodgovornije za pojavu raka pluća
Radonska koncentracija mjerena je metodom s dva detektora nuklearnih tragova LR-
115 tip II
Dobivene srednje vrijednosti koncentracije radona za grad Veliku Goricu i okolne tri
općine kretale su se od 555 Bqm3 do 1067 Bqm3 što spada u normalne vrijednosti Mjesto
sa najnižom izmjerenom koncentracijom radona (uzimali smo u obzir samo prizemlje) je
Kravarsko s 340 Bqm3 dok je u mjestu Velika Mlaka izmjerena najviša koncentracija
radona koja iznosi 693 Bqm3
Središnji ravnotežni faktor iznosi 058 a središnji godišnji efektivni dozni ekvivalent
koji potječe od radona i njegovih kratkoživućih potomaka iznosi H=31 mSv Na temelju ovih
podataka možemo zaključiti da u središnjem dijelu Zagrebačke županije nije opažena
povećana koncentracija radona u zraku u kućama
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
38
7 Literatura
[1] JPlaninić VRadolić ZFaj i BŠuveljak Radon equilibrium factor and aerosols
Nuclear Instruments amp Methods in Physics Research A 396 (1997) 414-417
[2] IDraganić Radioaktivni Izotopi i Zračenja Univerzitet u Beogradu Beograd 1981
[3] RAdler MBazin M Schiffer Introduction to General Relativity McGraw-Hill 1975
[4] ZJakobović Ionizirajuće zračenje i čovjek Školska knjiga Zagreb 1991
[5] M Novaković Zaštita od ionizirajućih zračenja u Republici Hrvatskoj s komentarima
Zagreb 2001
[6] Saeed ADurrani R Ilić Radon Measurment by Etched Track detectors Aplications in
Radiation Singapore 1997
[7] Z Faj Pogled povijesti fizike Drugo dopunjeno izdanje Sveučilište JJStrossmayera
Pedagoški fakultet Osijek 1999
[8] V Radolić B Vuković D Stanić M Katić Z Faj B Šuveljak I Lukačević D Faj
M Lukić J Planinić National survey of indoor radon levels in Croatia Jurnal of
Radioanalytical and Nuclear Chemistry 269 (2006) 1 87-90
[9] Commission Recommendation of 21 February 1990 on the protection of the public
against indoor exposure to radon 90143EURATOM Official Journal of European
Communities No L80
[10] International Commission on Radiological Protection (ICRP) 1994 Protection
against Radon-222 at home and at work In ICRP Publication vol 65 Pergamon Press
Oxford pp 1-262
[11] httpwwwnemiszpfferhrradio
[12] httpwebzprferhrergonomija
[13] httphrwikipediaorgwikiRadon
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr
39
[14] httphrwikipediaorgwikiRadioaktivnost
[15] httpwwwkft-splithrperiodnitxtrn
[16] httpwwwprevencijarakaorgkolumne
[17] httpskolagfzhr