Radioaktivnost graevinskih materijala

Radioaktivnost graevinskih materijala

Univerzitet u Novom SaduPrirodnomatematiki fakultetDepartman za Fiziku

RADIOAKTIVNOST GRAEVINSKIH MATERIJALA

Seminarski rad iz predmeta Zatita od jonizujueg zraenja i dozimetrija

Ime, prezime i broj indeksa studenta: Filip Uljarevi 156/10

Novi Sad, april, 2015.

1. UVODLjudska bia su konstantno izloena radijaciji prirodnog porekla. Glavni izvori takve izloenosti su kosmiko zraenje i prirodni radionuklidi, koji se nalaze u zemljinoj kori. Izloenost prirodnoj radioaktivnosti je, zato, stalna i neizbena karakteristika ivota na Zemlji. Kako jonizujue zraenje, interakcijom sa biolokim tkivom, moe da prouzrokuje tetne posledice po ivot i zdravlje ljudi, svaki nivo zraenja podrazumeva zdravstveni rizik.Graevinski materijali sadre razliite koliine prirodnih radioaktivnih nuklida. Na primer, materijali dobijeni eksploatacijom sirovina iz zemljine kore, sadre serije 238U i 232Th, i radioaktivni 40K. Zraenje graevinskih materijala posebno je znaajno u urbanim sredinama, gde se oko 80% vremena provodi u zatvorenim prostorijama zbog toga je veoma vano poznavati sastav graevinskih materijala. Iako su gradjevinski materijali radioaktvini, oni esto mogu biti i zatita od spoljanjeg zraenja (kao to je npr. kosmiko zraenje). Sve vrste graevinskih materijala, kao to su: cement, cigla, gips, beton, granit, pesak sadre odreene koliine radioaktivnih nuklida, ije prisustvo nije mogue potpuno eliminisati.U cilju minimiziranja radijacionog rizika, sistem zatite od jonizujueg zraenja, preporuen od strane vodee meunarodne organizacije (ICRP ), implementiran je u zakonodavstvu mnogih drava, kao i u Zakonu Republike Srbije.

2. OSNOVNI POJMOVI I DEFINICIJE U RADIJACIONOJ DOZIMETRIJI2.1 Jonizujue zraenje; izvori jonizujueg zraenjaPo optoj definiciji estino ili elektromagnetno zraenje je jonizujue ukoliko je njegova energija vea od minimalne vrednosti, potrebne za jonizaciju atoma i molekula u materijalu. Vrednost energije jonizacije zavisi od vrste materijala sa kojim zraenje interaguje:za alkalne metale energija jonizacije iznosi nekoliko eV (1 eV = 1.60210-19 J), jonizacioni potencijal atoma helijuma je 24.5 eV (dok je za raskidanje veze C-C atoma potrebno oko 5 eV. Tako, granica izmeu nejonizujueg i jonizujuegzraenja nije jasno odreena jedinstvenom energijom, ve postoji izvesna prelazna oblast.U pojedinim kategorizacijama, prag energije jonizujueg zraenja je energija potrebna za proizvodnju jednog jonskog para u vazduhu, priblino 34 eV. Ipak, poto je od prvenstvenog znaaja interakcija jonizujueg zraenja sa ivim organizmima, kao donja granica energetskog spektra jonizujueg zraenja najee se navodi vrednost 10 eV, koja je priblina najnioj energiji jonizacije atoma vodonika i kiseonika (14 eV).

Izvori jonizujueg zraenja mogu se podeliti na prirodne i vetake. Prirodni zemaljski radionuklidi su najei i najznaajniji izvori jonizujueg zraenja u ivotnoj sredini, kako u pogledu ukupnog ozraivanja stanovnitva tako i u pogledu lokalnih visokih doza zraenja.Proces nukleosinteze se odvijao pre vie milijardi godina, najvei broj nestabilnih izotopa stvorenih u tom procesu, vie ne postoji. Ostali su prisutni samo oni elementi, iji je period poluraspada vei od 5108 godina: 238U (T1/2 = 4.47 109 god); 235U (T1/2 = 7.04 108 god); 232Th (T1/2 = 1.4 1010 god) koji su zaetnici tri prirodna radioaktivna niza, i 40K (T1/2 = 1.28 109 god), najvaniji prirodni radionuklid van serija. Izloenost jonizujuem zraenju ostalih prirodnih radionuklida87Rb, 138La, 147Sm, 176Lu, zanemarljiva je, zbog male prisutnosti ovih elemenata ili niske vrednosti emisije (87Rb) Uranijum i radijum se pojavljuju u litosferi i hidrosferi u razliitim geolokim objektima: stenama, rudama, zemljitu, kao i u podzemnim i povrinskim vodama. Raspadom uranijuma nastaje radijum, koji se moe nai u gotovo svim stenama ali je najprisutniji u onim granitne kompozicije. Raspadom radijumovih jezgara nastaje radon (Rn), radionuklid najznaajniji za kontaminaciju atmosfere (posebno zatvorenih prostorija); prirodan, inertan radioaktivni gas, bez ukusa i mirisa, gustine 7.5 puta vee od gustine vazduha, rastvorljiv u vodi (T1/2=3.8 dana, -emiter). Raspadom jezgra 222Rn nastaju kratkoivei potomci 218Po, 214Pb, 214Bi, koji su odgovorni za visok radijacioni, zdravstveni rizik. 40K kojeg u prirodnom kalijumu ima oko 0.0117%, razlog je to svaki gram kalijuma ima aktivnost od 31 Bq.Pored ovih izvora, imamo i kosmicko zraenje. Primarno - galaktiko i solarno kosmiko zraenje (uglavnom protoni),kaskadnim interakcijama sa atomima i molekulima atmosfere, proizvodi sekundarno zraenje:elementarne estice (- i - mezone, elektrone, protone, neutrone), kosmogene radionuklide(3H, 7Be, 10Be, 14C) i elektromagnetno zraenje fotone, energije reda do 108 eV.

Sem prirodnih izvora jonizujueg zraenja od 60-tih godina ovog veka znaajan problem predstavljaju proizvedeni (vetaki) izvori jonizujueg zraenja. Nuklearnim probama je ispusteno 9.6 1017 Bq, sto je dovelo do kontaminacije biosfere radionuklidima 137Cs, 90Sr.Zraenje proizvedeno ovekovim delovanjem, moemo oznaiti kao antropogene izvore, kao to su: medicinska terapija i dijagnostika, energetika, nuklearne probe, itd. Grafiki prikaz doprinosa pojedinih prirodnih izvora ukupnom izlaganju jonizujuemzraenju dat je na Slici 1.

Slika 1.

2.2 Dozimetrijske veliine i jediniceUkoliko zraenje prolazi kroz ivu materiju, elije i tkiva nekog organizma, mehanizam putem kojeg zraenje gubi svoju energiju je identian dolazi do jonizacije ili eksitacije atoma i molekula. Nakon interakcije moe da dode i do izvesnih hemijskih promena u makromolekulima koji sainjavaju neku organsku strukturu.Usled kompleksnosti struktura organskih molekula, velika je verovatnoa da zraenje proizvede neki tetan efekat. Izuavanje efekta delovanja radijacije na zivu materiju, zahteva posebnu panju zbog toga su uvedene odreene dozimetrijske jedinice.Ekspoziciona dozaNajjednostavniji nain da se izmeri koliku je koliinu energije neko zraenje predalo materiji kroz koju prolazi je da se ustanovi do koje mere je dolo do jonizacije sredine, kroz koju se zraenje prostire. Ovaj pristup je doveo do definisanja ekspozicione doze, kao koliine naelektrisanja koju neko zraenje stvori prilikom proalska kroz jedininu masu nekog tela.

Gdje je dQ apsolutna vrednost ukupne koliine naelektrisanja jednog predznaka koja se stvori u vazduhu mase dm. Jedinica ekspozicione doze je C/kg. Vansistemska jedinica za ekspozicionu dozu je rendgen R1 R = 2.58x10-4 C/kgZnaajno je znati i brzinu deponovanja energije, zato se uvodi

Jedinica za jainu ekspozicione doze (koja se esto naziva i brzina doze) je 1 C/kgs.Apsorbovana dozaOna se definie kao koliina energije koju zraenje preda jedinici mase tkiva ili nekog drugog materijala kroz kojeg se kree

Jedinica za apsorbovanu dozu je J/kg i naziva se grej(Gy). U upotrebi je i manja jedinica rad, koja iznosi rad = 0.01 Gy. Na slian nain kao i kod ekspozicione uvodi se i brzina apsorbovane doze kao:

Jedinica za brzinu doze je Gy/s ili Gy/h.

Ekvivalentna dozaPrimeeno je da razliite vrste zraenja proizvode razliite bioloke efekte za indentine iznose apsorbovanih doza. Veliina ekvivalent doze predstavlja proizvod apsorbovane doze zraenja D, faktora kvaliteta Q i proizvoda svih drugih modifikujuih faktora N:

N je pripisana jedinina vrednost (N=1), dok faktor kvaliteta zavisi od posmatrane vrste zraenja.Za redngensko gama, beta, elektronsko i pozitronsko zraenje uzima se 1, za neutrone je usvojeno da Q iznosi 10, dok je za alfa estice ovaj faktor 20 Jedinica za ekvivalent doze je sivert Sv, (1 Sv = 1 J/kg). Neka srednja apsorbovana doza koju ovek primi u toku godine, iz svih izvora zraenja, prirodnih i vetakih je oko 1 mSv.

3. Radioaktivnost graevinskih materijala3.1 Radioaktivnost stena i mineralaVeina graevinskih materijala, kao i sirovina za njihovu proizvodnju, dobija se eksploatacijom stenskog materijala iz odgovarajuih nalazita u povrinskom sloju Zemljine kore. Zbog toga, po sadraju prirodnih radioaktivnih elemenata, graevinski materijali odraavaju geoloko poreklo svojih mineralnih konstituenata.Prirodni radionuklidi, 238U ,232Th i 40K. nalaze se u svim stenama Zemljine kore i omotaa:magmatskim, sedimentnim i metamorfnim, sa najveim prisustvom u perifernom delu litosfere, u granitnoj ljusci, na dubini 10 - 15 km. Primarno, koncentracija radionuklida u stenama odreena je kristalizacijom minerala u procesu hlaenja prasilikatnog rastopa magme, u kojoj su radioaktivni elementi prvobitno bili ravnomerno zastupljeni. Tokom ovog procesa, najpre se formiraju produkti sa dominantnim sadrajem Fe i Mg, koji se nalaze u osnovi sastava baznih magmatskih stena (bazalt, gabro, diorit), dok atomi i joni 238U, 232Th i 40K, kao i lantanidi, u najveoj meri ostaju u tenoj fazi rastopa.Daljom diferencijacijom magme stvaraju se kisele magmatske stene (granit, liparit), u kojima glavne komponente ine jedinjenja Si i Al. Atomi 238U, 232Th (kao i40K) nisu kompatibilni sa kristalnim reetkama ovih minerala, a zbognedovoljne koliine, uglavnom imaju slabu tendenciju ka formiranju minerala u kojima bi biliglavne komponente.U poslednjoj fazi frakcione kristalizacije magme, zajedno sa mineralima kiselih magmatskih stena, formiraju se meoviti minerali koji sadrze 238U, 232Th: cirkon, monazit, ksenotim, alanit, apatit.Najvei procenat 40K se nalazi u petrogenim silikatnim mineralima: nizu feldspata, feldspatoidima i liskunima (biotit i muskovit).Sedimentne stene sadre razliite koncentracije 238U, 232Th i 40K, koje, uopteno, pored osnovnih minerala magmatskih stena (kvarc, feldspat, liskun, amfiboli, pirokseni), sadre i: kalcit, dolomit, magnezit, aragonit, siderit, minerale gline. Najveu radioaktivnost pokazuju skriljci a najmanju karbonatne stene: krenjak, dolomit, kamena so.

U tabeli 1. je dat pregled koncentracija aktivnosti pojedinih poznatih stena.

3.2 Vrste graevinskih materijalaPojam graevinski materijal oznaava sve one materijale koji se koriste u graevini. Prema poreklu dele se na prirodne i vetake, prema sastavu na jednostavne i sloene (npr. beton), prema konstruktivnim svojstvima na nosee, vezivne i izolacione materijale. Neki od njih su: kamen, pesak, opeka, gips, armaturno zeljezo, beton, cement, sljunak, drvo, buka, mort, polistiren itd. U osnovi sve vrste stena se koriste kao resursi za pravljenje graevinskih materijala.3.3 Norm (Naturally-Occurring Radioactive Materials) Kao to je ve reeno, svi minerali i sirovine sadre prirodne radionuklide. Za veinu ljudskih aktivnosti, izlaganje ovom zraenju ne predstavlja neku posebnu opasnost; meutim odreenim industrijskim postupcima moe doi do povienog izlaganja zraenju. Materijali kod kojih je dolo do poveanja radioaktivnosti usled naknadne obrade oznaavaju se sa NORM. Koncetracija radionuklida moze ali i ne mora biti promijenjena, ako je uveana onda moemo koristiti termin TENORM (Technologically-Enhanced). NORM se esto koristi da oznai svo zraenje koje potie od prirodnih radionuklida, tako se pod NORM ubraja i kosmiko zraenje kao i ono zracenje koje potie od elemenata iz zemljine kore njegova specifinija upotreba je za materijale do kojih se dolo nekim ljudskim aktivnostima.Radionuklidi prave karakteristicne lance, dva najpoznatija su od U238, i Th-232.

Doprinos NORM-u daje i K-40, koji ne pravi lanac, ve se odmah rapada do 40Ar ili 40Ca. Njegov poluivot je 1,25 milijardi godina sto znai da jo uvijek postoji u znaajnim koliinama. 40K ini 0,012 % ukupne koliine kalijuma u prirodi. Oko 89.28% vremena se raspada do 40Ca tako sto emituje beta cesticu energije 1.33 MeV i antineutrino, tokom 10.72 % vremena raspada se do 40Ar sa emisijom gama zraka od 1.5049 MeV. Grafik raspada K-40

Najnii sadrzaj radionuklida se nalazi u baznim magmatskim stenama, takoe mermer, krenjak i mnoge sedimentne stene sadrze samo male koliine prirodnih radionuklida. Vee koncentracije se mogu nai u kiselim magmatskim stenama kao i u nekim metamorfnim stenama.Najvea koncentracija radioaktivnih elemenata, generalno, nalazi se u granitu, iji sastav ine:kvarc, feldspat, liskun i drugi petrogeni minerali. Zbog svoje trajnosti i vrstoe, granit se koristi kao strukturni ili prekrivni konstrukcioni materijal, za spoljanju ili unutranju upotrebu. Pesak usled prisustva feldspata moe sadrzati vee koliine 40K.Beton je jedan od najee korienih graevinskih materijala, sadrzaj radionuklida moe varirati u zavisnosti od balastnih materijala i aditiva. Kao balastni materijali se najee koriste pesak, ljunak, indra, drobljeni kamen koji obino ne poveavaju radioaktivni sadraj betona; medjutim postoje drugi balastni materijali ijim se dodavanjem poveava radioaktivnost kao to je plovuac (pumice stone) sa visokim sadrajem 226Ra, ili granit sa 238U.Fosfogips se esto koristi u graevini, i on predstavlja sporedni produkt proizvodnje fosforne kiseline u ijem se dobijanju koriste kalcijum-fosfatne rude u kojima je prisutan veliki procenat 238U kao i 226Ra.Kao otpadni produkt u proizvodnji aluminijuma iz boksita, nastaje crveno blato, koje se sastoji iz oksida gvoa, titanijma i silicijuma, elemenata koji su izomorfni sa uranijumom i torijumom, ija koncentracija u crvenom blatu dostie vrednosti 700 Bq/kg i 1000 Bq/kg, respektivno. Zato, opeke u ijem sastavu je ovaj materijal u proseku sadre 2-3 puta vei procenat radionuklida od standardnih.Visoke koncentracije 232Th, i, posebno 238U, nalaze se u cirkonijumskoj rudi, iji su osnovni minerali cirkon (ZrSiO4) i badelit (ZrO2), kao i u sedimentu odgovarajuih magmatskih stena- cirkonskom pesku, gde je prisutno do oko 4000 Bq/kg 232Th, odnosno 30000 Bq/kg 238U. Ovi materijali koriste se u keramikoj industriji, u proizvodnji glazura za zidne i podne ploice (kao i za vatrostalne opeke, glazure za belu keramiku), koje, zbog toga, mogu imati znaajnije prisustvo radioaktivnih elemenata. Pigmenti na bazi TiO2,poreklom iz titanijumske rude, u kojoj moe nai do oko 1600 Bq/kg 226Ra, takoe doprinose poveanju sadraja radionuklida u keramikim proizvodima u kojima se primenjuju.ljaka iz visokih pei (zgura), otpadni materijal u proizvodnji metala, iji sastav ine oksidi Si, Al, Ca, Fe, gde se koristi kao zamena obinog Portland cementa. Zbog zastupljenosti primordijalnih radionuklida u metalnim rudama [u pojedinim i do 10000 Bq/kg 238U, kao i 238Th uglavnom taloenjem aksesornih minerala iz hidrotermalnih rastvora, radioaktivnost betona sa dodatkom ljake moe biti uveana.

Tipine vrednosti sadraja prirodnih radionuklida u pojedinim vrstama graevinskih materijala date su u Tabeli 2.

Tabela 2.

3.4. Primljene doze i restrikcijePrimljena radijaciona doza usled prisustva radioaktivnih konstituenata u graevinskim materijalima nije tano poznata. Prosena vrednost, na svetskom nivou, je otprilike procenjena na 0.4 mSv/y, a obino se koristi interval 0.3 0.6 mSv/y. Pronaeno je da su neki rezidenti u evropskim gradovima primali i nekoliko mSv godisnje (spoljasnji zidovi kua su sadrzali skriljac bogat uranijumom), a u nekim azijskim gradovima i do 100 mSv. Na sastanku IAEA 2005. odlueno je da se dozvoljene doze ogranie na nekoliko mSv u najgorem moguem scenariju. Na bazi dozimetrijskog, izveden je i jednostavan kriterijum bezbedne upotrebljivosti graevinskih materijala indeks koncentracije aktivnosti:

Gde su CRa, CTh i Ck koncentracije aktivnosti radijuma, torijuma i kalijuma, respektivno. Indeks koncentracije aktivnosti obino ne bi smeo prelaziti vrednost 1, mada u nekim uslovima se doputa i vea vrednost. Merenje indeksa se obino obavlja tamo gde postoji opravdana sumnja da postoji poveano zraenje.Prodavac i proizvoa su duni obezbediti graevisnki materijal koji ispunjava radioloke standarde.Neki tradicionalni materijali mogu da sadrze koncentracije radionuklida tako da godinja doza od 1mSv moe biti prekoraena; odustajanje od tih materijala bi dovelo do poveanih trokova - tada se osim radioloskih u obzir uzimaju i neki ekonomski i socijalni aspekti.

Godisnje doze zraenja uzrokovane graevinskim materijalima, gradacijski poreane u etiri aktivnosti. Doze su date kao prekoraenje zraenja koje dolazi od prirodnog okruenja.

3.5. RadonGraevinski materijali, izvor su dodatnog izlaganja zraenju usled ekshalacije 222Ra, to treba uzeti u obzir pri proceni ukupne doze u zatvorenim prostorijama.Svaki od tri prirodna radioaktivna niza sadri po jedan radonov izotop, gde podterminom ,,radon podrazumevamo samo izotop 222Ra, koji ima period poluraspada 3.824 dana i prisutan je samo u radioaktivnom nizu uranijuma 238U . Sam radon222Ra, koji je prirodan radioaktivni inertan gas, nastaje - raspadom radijuma 226Rakoga ima u zemljitu. Posle radioaktivnog raspada, ispod povrine zemlje, radon naputamesto generisanja i procesom difuzije dospeva u vazduh ili se rastvara u podzemnimvodama i na taj nain obrazuje znaajne koncentracije. Radon je inertan gas bez ukusa imirisa koji tei da se vee za druge atome i tako postaje stabilnog molekulskog stanja,ova injenica ini radon znaajnim radioaktivnim zagaivaem.Dominantan izvor radona predstavlja zemljite duboko ispod stambenog objekta podzemnestene koje u sebi sadri uranijum i radijum, to su pored sopstvenih rudnihleita ili kao primese u rudama fosfata, olova i cinka i drugih sirovina, a u stenama sekoncentriu u kiselim magmatskim stenama, kriljcima i glinama. Statistiki stene sadreu sebi odreenu koncentraciju radioaktivnih atoma, koji vre radioaktivni raspad i na tajnain nastaje izmeu ostalih radioizotopa i radon. Radijum je predak radona i najveakoliina radona u zemljitu nastaje upravo od radijuma 226Ra , koji se nalazi u zemljituvezan za magnezijum, kalcijum ili barijum. Koncentracija radijuma varira od tipa zemljita imoguih kontaminenata iz spoljanjosti. Radon do povrine dospeva procesom difuzijekroz pore i upljine u zemljitu, pri tome se vezuje za vazduh ili vodu dok je upodzemlju. Usled interakcije podzemnih voda sa stenama i rudama dolazi do prevoenjaodreenih radionuklida u mobilnu fazu i samim tim i do razdvajanja radionukleida zbograzlike u geohemijskim osobinama. Proces difuzije u unutranjosti zemljitaje mogu usled razlike koncentracija radona, pri razmatranju vertikalne raspodele. to jezemljite vie porozno ono ima vei koeficijent difuzije, pa odreene vrste zemljita kojeimaju viu vrednost koeficijenta difuzije vie proputaju radon, tako da se moe rei da uzavisnosti od karakteristika samog zemljita zavisi koliina radona koji emanira izzemljita.Primer ravnomernog granulometrijskog pakovanja zemljita u kome je vii stepen poroznosti vii stepen difuzije

Primer gustog granulometrijskog pakovanja zemljita nizak stepen porozije i difuzije radonaVeoma bitan faktor koji utie na koncentraciju radona u unutranjosti prostorija su pored kvaliteta gradnje, tipa konstrukcije je i ventilacija celokupnog objekta, ili pojedinih prostorija. Radon moe direktno iz zemlje da difunduje kroz temelje i podove u unutranjost prostorija, ili preko vazduha ulazi preko zidova i prozora u unutranjost objekata. Gradijent pritiska pokree vazduh, gde je prisutan stalno nii pritisak u zatvorenim prostorijama, a sa njim i radon kroz graevinske materijale, pa se moe rei da radon iz zemlje i procesom advekcije ulazi u zatvorene prostorije. Koncentracija radona na otvorenom u odnosu na unutranjost objekata je daleko manja, gde je srednja vrednost koncentracija radona na otvorenom uz povrinu zemlje 5-15 Bq/m3 Koncentracije radona u zatvorenim prostorijama su daleko vee zbog ,,nagomilavanja radona usled stalnog dotoka iz zemljita i graevinskih materijala, ili usled smanjenog stepena ventilacije.Veliina koja odreuje jainu ekshalacije radona iz graevinskih materijala je efektivna specifina aktivnost radijuma 226Ra u unutranjosti graevinskih materijala Aseff (Ra) i definie se kao proizvod specifine aktivnosti radijuma i koeficijenta emanacije radona , to se izraava u obliku:

Koncentracija radijuma u graevinskim materijalima zavisi i od mesta proizvodnje sirovine.Primer je za skandinavske zemlje da imaju povean sadraj radijuma u odnosu na druge zemlje, zbog vrste zemljita koje preovladavaju i to najvie vulkanski tuf i granit. Skoro je pravilo da novoformirane kopnene mase, nastale usled vulkanskih erupcija il iskorih sloenih tektonskih poremeaja, imaju veu koliinu radioaktivnosti u zemljitu, dok stare kopnene mase imaju manju radioaktivnost u zemljitu. Povean sadraj prirodnihradionukleida moe nastati kao posledica korienja sekundarnih sirovina iz industrijskihpostupaka, a to su materijali kao to su elektrofilterski pepeo-dobijen sagorevanjem ugljau termoelektranama ili sagorevanjem boksitne rude-ljaka i druge sekundarne sirovinekoje se nalaze u prirodi ili se koriste kao konstituent graevinskog materijala. Upotreba,na primer, fosfatnog gipsa moe da povea sadraj radona u zatvorenim prostorijama i toza faktor od 100. Koeficijent emanancije predstavlja koji deo radonovih potomaka, kojinapuste komad materijala u kome su formirani, dospeju u atmosferu, a to zavisi odporoznosti materijala ija se vrednost kree 1-30%. Samo oni atomi radona koji su nakonformiranja dospeli u upljine koje postoje u materijalu mogu se difuzijom osloboditi uatmosferu. Materijali se dele prema nainu na koji su obraeni kako bi dali odgovarajuigraevinski materijal, gde visokotemperaturska obrada materijala smanjuje jainuekshalacije radona iz graevinskog materijala, jer pri termikoj obradi dolazi do zbijanjamikroestica i do zatvaranja pukotina. Zato crvena cigla, pepeo, cement, ljaka imajumali koeficijent emanancije oko 1%, dok materijali koji tek treba da se termiki obrade(silikatna cigla, ljunak, pesak) imaju daleko vei koeficijent emanancije oko 10%.Povrinske vode, prirodni gas i ugalj su sekundarni izvori radona u zatvorenimprostorijama, ali ti izvori nisu znaajni. Njihov doprinos zavisi od koncentracije radona unjima, ali i od naina i obima njihovog korienja. Uzima se da oko 50% radonaprisutnog u vodi se oslobodi pri njenom korienju u kupatilima i pri kuvanju.Koncentracija radona je razliita od mesta do mesta. Najvee koncentracije su uoblastima, gde su bunari sa granitnom podlogom (do 630 Bq/m3), a najnia je u oblastima sa tekuim povrinskim vodama (do 2 Bq/m3).

Koncentracija radona u unutranjosti graevinskih objekata zavisi prvenstveno od zemljita na kojem je izgraen objekat, zato se koncentracije radona u zemljitu sistematski ispituju u celom svetu. Graevinski standard za izgradnju novih stanova i kua je oko 100Bq/m3radona kao proseni godinji nivo. Za koncentraciju radona u unutranjosti prostorija od 200Bq/m3 mogu se primenjivati jeftine sanacione mere pri izgradnji objekta, dok za koncentraciju od 600Bq/m3 obavezna je primena skupih sanacionih mera, to podrazumeva primenu odreenih materijala pri oblaganju unutranjosti prostorija i primenu ventilacionih sistema. U primeni mera zatite unutranjosti graevinskih objekata koristi se princip da se postigne to manja koncentracija radona u unutranjosti objekta. Naravno, treba uklopiti i cenu i nain izrade graevinskog objekta kako bi to manje proputao radon u unutranjost prostorija, zato su potrebna opsena istraivanja vezana za procenu koeficijenta difuzije koje se odnose nagraevinske materijale. Poznavajui vrednosti koeficijenata difuzije za graevinskematerijale moe se odrediti debljina odreenog materijala ili kombinacija razliitihmaterijala razliitih debljina koji efikasno spreavaju difuziju radona u unutranjostobjekta. Mere zatite zavise od emanancije zemljita na kojem se gradi objekat.Analizirajui koncentraciju radona po vertikalnoj raspodeli, za graevinskeobjekte, najvea koncentracija radona se nalazi u podzemnim etaama zgrada, bilo da suu pitanju podrumi ili garae. U prizemlju je manja koncentracija radona nego u podrumu,a takoe se moe izmeriti izvesna manja koliina radona i na prvom spratu. Kako sepoveava visina koncentracija radona drastino opada, tako da na treem i viimspratovima koncentracija je u granici greke mernih ureaja. Postoji nekolikoeksperimenata u svetu, sa detektorima radona velike preciznosti, koji su merilikoncentracije radona na razliitim spratovima i utvreno je da se na viim spratovimaznaajno menja koncentracija radona na svakih 18 spratova. Ovakva merenjakoncentracije radona visoke preciznosti nisu uobiajena, ali sa naunog aspekta suzanimljiva. Analiza vertikalne raspodele radona na viim spratovima, gde je utvrenarelevantna razlika vertikalne koncentracije radona za svakih 18 spratova, raena je zaoblakoder u Singapuru. Za ovu zgradu se smatra da je izvrena veoma dobra analiza ihorizontalne i vertikalne raspodele radona u objektu i da su primenjene opsene merezatite donjih etaa od difuzije radona. Za standardne metode merenja se uzima da naspratovima koji su iznad drugog sprata nema znaajne koncentracije radona. Radon navie spratove takoe dospeva procesom difuzije kroz graevinski materijal izmeuspratova, ali usled zadravanja na niim etaama dolazi do drastinog smanjenjakoncentracije na viim etaama. Zato je preporuljivo organizovati stambeni prostor naviim etaama, odnosno na drugom spratu ili na viim spratovima. Takoe trebanapomenuti i znaaj adekvatne meuspratne izolacije.

4. ZAKLJUAK

Boravak u stambenim objektima nesumnjivo znai i izloenost radioaktivnom zraenju, koje potie od graevinskih materijala koji redovno sadre radioaktivne nuklide. U seminarskom radu smo videli da nije mogue potpuno eliminisati jonizujue zraenje, ali ga je mogue svesti na razuman nivo pravilnim izborom i ugradnjom materijala.Prouavanjem sastava i radioloskog uticaja graevinskih materijala dolazimo do vanih podataka koji nam mogu pomoi u izradi efikasnije i ekonominije zatite, a samim tim i u ostvarivanju zdravije radne sredine. Ljudi dobar dio svog vremena provode u zatvorenim prostorijama, pa je zbog toga jako vano pridravati se odreenih zatita i preporuenih doza.

5. LITERATURA

1. Natural radioactivity in common building construction and radiation shielding materials, R.G. Sonkawade, K. Kant S. Muralithar, R. Kumara, R.C. Ramola, Science Direct

2. Odreivanje doze gama zraenja iz prirodnih radionuklida u graevisnkim materijalima, Vesna Mani, doktorska disertacija

3. Radiological Protection Principles concerning the Natural Radioactivity ofBuilding Materials, European commission

4. Uvod u nuklearnu fiziku, Miodrag Krmar

5. Merenje koeficijenta difuzije radona kroz graevinske materijale, Aleksandar Radukin Kosanovi, diplomski rad

6. Dozimetrija i zatita od jonizujueg zraenja (kurs operativne dozimetrije), Nataa Todorovi

7. The scope of radiological protection regulations, ICRP

SADRAJ:

1. Uvod.1

2. Osnovni pojmovi i definicije u radijacionoj dozimetriji...2

2.1 Jonizujue zraenje i izvori jonizujueg zraenja........2

2.2 Dozimetrijske veliine i jedinice.....4

3. Radioaktivnost graevinskih materijala...6 3.1. Radioaktivnost stena i minerala .......6

3.2. Vrste graevisnkih materijala7

3.3. NORM..7

3.4. Primljene doze i restrikcije9

3.5. Radon...11

4. Zakljuak.14

5. Literatura.15

15