Контроль радона и радиоактивных газов


Среди источников естественной радиации наибольшую опасность для всего живого представляет невидимый, не имеющий вкуса и запаха химически инертный газ радон — его вклад в радиационное облучение населения близок к 50%.
По некоторым оценкам, радон ответственен за 10...40% рака легких [8, с. 377].
Природный источник радона — урановые и ториевые руды, миллиарды лет полураспада которых делают и радон постоянным нашим спутником. На рис. 2 приведена схема распада урана-238, в процессе которого возникает самый важный для нас его изотоп[XLI] — радон-222.
Ho обнаружить радон не так просто. Его a-излучение[XLII] не может быть зарегистрировано ни одним из известных сегодня бытовых дозиметров и далеко не всяким из профессиональных. Однако, как это видно на схеме распада, радон можно обнаружить по его «следу» — по свинцу-214 и висмуту-214, р- и у-излучение которых в принципе может быть зарегистрировано обычными счетчиками Гейгера.
Ho спектральной совместимости свинцово-висмутового следа со счетчиком Гейгера еще недостаточно — рассеянное излучение можно и не заметить. Необходимо продукты распада радона сконцентрировать в небольшом объеме, придав ему форму, позволяющую приблизить этот концентрат к высокочувствительному счетчику Гейгера на предельно малое расстояние, с тем чтобы в экспозиции, близкой к периоду полураспада следа, могло быть проведено измерение его активности.
Для контроля радона не требуется какого-то особого прибора, для этого вполне годится описанный выше продуктовый дозиметр. Он пригоден как по спектру (любая из его головок «чувствует» излучение и свинца-214, и висмута-214), так и по близкой к оптимальной для свинцово-висмутового следа экспозиции (около 32 мин). А для того чтобы придать этому следу конфигурацию, подходящую, например, для измерительной головки со счетчиком СБТ10, изготовим фильтр, конструкция которого показана на рис. 82.
Размеры коробки фильтра I в плане 93 х 73 мм (как и продуктовой кюветы к этой головке). К донной ее части, имеющей отверстие диаметром 20...30 мм, крепят патрубок 2, внутренний диаметр которого должен соответствовать штуцеру шланга домашнего пылесоса. К перфорированной по всей площади пластине 3 крепят четыре коротких ножки 4, формирующие зону равномерного отсоса. Все это может быть выполнено из ударопрочного полистирола (клей — растворенные в дихлорэтане кусочки этого же полистирола).
Сам фильтр представляет собой трехслойный «пирог»: слой толщиной 2...3 мм толченого активированного угля помещают



между двумя слоями тканного или нетканного материала (байка, тонкий фетр, войлок и т. п.). Для того чтобы фильтр не рассыпался, его скрепляют несколькими протыкающими его насквозь булавками[XLIII].
Наденем фильтр на шланг пылесоса, во избежание постороннего подсоса обмотаем место их соединения двумя-тремя витками пластиковой изоленты и включим пылесос на всасывание. Прогнав через фильтр некоторый объем воздуха, мы получим в нем продукты распада радона-222 — мельчайшие (примерно 10'4мкм) частицы свинца-214 и висмута-214. Снимем фильтр с пылесоса, установим на него счетную головку дозиметра и первым же отсчетом зафиксируем его радиоактивность. Она будет связана с концентрацией радона в воздухе.
Радиоактивность фильтра будет зависеть, конечно, от объема пропущенного через него воздуха. Ho при фиксированной скорости прокачки (она зависит от мощности пылесоса; автором использовался старый «Вихрь») по мере увеличения радиоактивности фильтра наступает время, когда принесенная активность становится равна теряющейся из-за распада уже накопленной. Это время (оно составляет несколько периодов полураспада контролируемого вещества), по достижении которого радиоактивность фильтра достигает предела и дальнейшая прокачка воздуха через него уже теряет смысл. Ho если некоторое снижение чувствительности прибора допустимо, то время прокачки можно сократить до 1/2...1/3 от периода полураспада следа.
Чтобы убедиться в том, что фильтр содержит лишь следы радона-222, продолжим измерения. Поскольку период полураспада свинца-214 равен 26,8 мин, а висмута-214 — 19,9 мин, то через .4 часа от начальной радиоактивности фильтра уже мало что должно остаться2.
Рассмотрим в качестве примера результаты измерений, выполненных в самом обычном московском доме — в квартире на третьем этаже панельной пятиэтажки. На графике рис. 83:

Рис. 83. Распад свинцово-висмутового «следа» радоиа-222
Рис. 83. Распад свинцово-висмутового «следа» радоиа-222


t — время, N4, = 3600 ±60 — уровень естественного радиационного фона (здесь и далее — в числе импульсов за время измерения Тнзм = 31 мин 39 с), N — результат измерений (точки на графике) радиоактивности фильтра после 15-минутной прокачки через него застоявшегося в квартире воздуха (окна и форточки были закрыты на 8 часов).
Первое измерение — Nkb = 10600 ±100. Соответственно имеем приращение ANkb = Nkb — N4, = 7000 ±(lt;160). Много это или мало?’ Профессионал заметил бы, что прибор нужно сначала проградуировать в единицах, принятых в оценке радиоактивных газов — в Бк/л (в беккерелях на литр), — и потом сравнить его показания с сегодняшними нормативами. Ho мы поступим по-другому: измерим Ny., — «уличный» радон и сравним его с «квартирным». Прямыми измерениями получено Ny7 = 5200 ±70 и соответственно, ANyi = Nyi - N4, = 5200 - 3600 = 1600 ± (lt;130).
Способность жилого помещения накапливать уличный радон и генерировать свой собственный (особенность ряда стройматериа-
Экспериментальное подтверждение тех или иных величин затрудняет сам радон — его концентрация очень непостоянна. Она зависит от дождя (сильный ливень способен уменьшить ее в 2...3 раза), времени суток (максимум — в полночные часы, минимум — в полуденные), атмосферного давления (с его увеличением концентрация радона падает), толщины снежного покрова (затрудняющего выход радона) и многого другого.

лов) характеризует отношение ANKIi/ANy*.
В нашем случае ANKB/ANy;1 = 4...5. Много это или мало? Естественно, казалось бы, потребовать, чтобы это отношение было близко к единице. Ho за блага цивилизации (теплый дом, водопровод, газ и пр.), за желание иметь все это за умеренную цену (дешевый стройматериал, нередко — отходы производства) приходится платить «радоновую» цену. Ho какова она? Судя по литературе, совсем неплохо, если в доме ANkivZANj, = 4...6. В подвалах может быть и ANKB/ANS1 = 8...25. Если концентрация радона в воздухе Нью-Йорка 4,8 • IO'3 Бк/л, а допустимая в США норма радонового загрязнения 0,15 Бк/л [8, с. 371], то там, очевидно, терпят и ANKI)/ANy,, = 30...
Коротко о путях проникновения радона в жилище. Основной — через грунт, как в форме непосредственной диффузии, так и через естественные в нем разломы и трещины (и в доме тоже). Радон в 7,5 раза тяжелее воздуха и поэтому концентрируется по преимуществу в приземных слоях атмосферы. Если принять за 100% его концентрацию у земли, то на высоте 10 м она составляет 87%, а на высоте 100 м — 69%.
Другой путь — вода. Радон, растворенный в ней, движется к нам прямо по водопроводу. График изменения концентрации радона в воздухе ванной комнаты, показанный на рис. 84 [I, с. 291, наглядно это демонстрирует.
«...В Подмосковье обнаружено 37 радиологических аномалий, связанных с источниками подземных вод. Это явление обусловлено следующими причинами', во-первых, территория области на западе, юго-западе и юге примыкает к Подмосковной ураноносной зоне; во-вторых, фосфоритоносные отложения могут быть источником обогащения подземных вод радоном, ураном и радием.
В Серебрянопрудском, Зарайском и Коломенском районах было выявлено более 80 источников (родников, скважин, колодцев) с содержанием радона выше нормы — более 74 Бк/л («нормы» нашего Минздрава. — Ю.В.). При этом в 25 водопунктах содержание

радона в воде превышало 370 Бк/л, в 10 — 740 Бк/л, в 6 — 1110 Бк/л. Наиболее высокий уровень содержания радона в воде в Серебрянопрудском районе был зарегистрирован в роднике в деревне Осово — 1400...1650 Бк/л. В Зарайском районе максимальное содержание радона в воде зафиксировано в деревне Белиничи — 950 Бк/л» (Лнфилова Ю., Савин Л. Подмосковный Чернобыль//11зве- стия. 2000. 20 мая).
Сравним это с естественной концентрацией радона в различных водах [8, с. 370]:
«...В обычных питьевых и речных водах содержится около 3,7 Бк/л, в морской воде —1,11 Бк/л. Концентрация 0,37 Бк/л характерна для озер и рек (озерных стоков, надо полагать. — Ю.В.), концентрация 3,7...370 Бк/л — для грунтовых вод— Концентрацию порядка 37 Бк/л часто определяют в водопроводной воде из артезианских скважин».
Еще один путь, вернее, источник — стройматериалы. Особенно много радия и тория, «прародителей» радона-222 и радона-220, в глиноземе (500...1400 Бк/кг), фосфогипсе (около 600 Бк/кг) и ка- лышй-силикатном шлаке (более 2000 Бк/кг). He говоря уж об отходах урановых обогатительных предприятий (более 4500 Бк/кг), которые из-за их дешевизны и недопонимания опасности также использовались в качестве строительного материала (в тех же США). He так мало радия и тория в граните (около 170 Бк/кг) и в кирпиче (около 130 Бк/кг). Для сравнения: у дерева — 1,1 Бк/кг (особая комфортность деревянного дома дополняется и низкой его радиоактивностью).
Самое радикальное средство борьбы с радоном, оно же и самое простое — проветривание. Зависимость концентрации радона в
alt="" />


помещении, показанная на рис. 85 [I, с. 24], демонстрирует эффективность этого столь доступного средства.
Ho почему мы отказываемся от градуировки прибора в Бк/л?
Потому что, во-первых, это совсем не так просто. А главное потому, что казенные нормативы, на которые нам предлагают ориентироваться, не являются нормой в изначальном смысле этого слова (норма для радона — природная его концентрация). Нормативы компромиссны в самой своей основе и зависят от готовности государства потратить на преодоление возникшей опасности большие или меньшие средства. Принцип этого компромисса предельно прост: меньше средств — выше допустимый норматив! Именно поэтому нормативы на одно и то же, в частности, на допустимую концентрацию радона, столь различны в разных странах. А могут и вообще отсутствовать...
В начале 90-х в телевизионной передаче, посвященной наукоемким самоделкам, о «пылесосном» методе контроля радона рассказывал Рутений Михайлович Полевой — сотрудник ИАЭ им. Курчатова. Может быть, стремление сохранить и бытовом приборе идеологию профессионального (прибор должен был иметь, конечно, и измеритель воздушного потока) не позволил нам тогда реализовать все это в общедоступном «железе»...
Описанный прибор пригоден, конечно, для обнаружения и других газообразных источников радиации — дымов, тонких аэрозолей и т. п. Такое его использование определенно затруднит деятельность людей, по старой привычке уничтожающих сжиганием и радиационные отходы. И поможет осознанию того, что «газификация» радиационно загрязненных материалов не только никак их не уничтожает, но переводит в самую опасную для человека форму.
Правда, фильтр, насыщенный долгоживущими радионуклидами, повторно не используешь. Ho его нетрудно восстановить: корпус фильтра и его перфорированный поддон тщательно моют с мылом, а ткань и уголь заменяют новыми.
Заметим, что накопленная в фильтре «грязь» может представлять большой интерес для служб радиационного контроля. И даже не только интерес: не исключено, что поиск «вышедших из-под контроля» источников радиации является их обязанностью... 
<< | >>
Источник: Виноградов Ю. А.. Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита. 2002

Еще по теме Контроль радона и радиоактивных газов:

  1. ЧТО ТАКОЕ ДАВЛЕНИЕ ГАЗОВ?
  2. НЕЗАКОННОЕ ОБРАЩЕНИЕ С ЯДЕРНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ ИЛИ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ (ст. 220 УК РФ).
  3. Работа с радиоактивными веществами
  4. Аппараты для очистки газов
  5. Приложение 6. «Калиевая» радиоактивность продуктов питания
  6. § 6. ВОДЫ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
  7. ХИЩЕНИЕ ИЛИ ВЫМОГАТЕЛЬСТВО ЯДЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЛИ РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (ст. 221 УК РФ).
  8. 6.6. Правовые основы контроля в области охраны и использования земель (земельного контроля)
  9. Предприятие и налоговый контроль: особенности проведения выездных, камеральных и встречных проверок. Процедурные аспекты налогового контроля и защита прав организаций
  10. Контроль
  11. 3.4.7. Контроль
  12. 2.5. Финансовый контроль
  13. 6.3. Общие сведения о контроле УР
  14. Земельный контроль