AEROSZOL RÉSZECSKÉKHEZ KÖTÖTT AEROSZOL RÉSZECSKÉKHEZ KÖTÖTT

RADON LEÁNYELEM AKTIVITÁSOK RADON LEÁNYELEM AKTIVITÁSOK

NUKLID-SPECIFIKUS NUKLID-SPECIFIKUS

MEGHATÁROZÁSAMEGHATÁROZÁSA

Katona TündeKatona Tünde, Kanyár Béla, , Kanyár Béla,

Kávási Norbert, Jobbágy Viktor, Somlai János, Kovács TiborKávási Norbert, Jobbágy Viktor, Somlai János, Kovács Tibor

VESZPRÉMI EGYETEM, RADIOKÉMIA TANSZÉKVESZPRÉMI EGYETEM, RADIOKÉMIA TANSZÉK

I= 1,70 m3/h

I = 0,75 m3/h

Inhalációs dózis-együttható a részecskeátmérőInhalációs dózis-együttható a részecskeátmérőfüggvényébenfüggvényében - - modell-számítással meghatározva az modell-számítással meghatározva az

ICRP tüdőmodellje alapján (Zock, 1996)ICRP tüdőmodellje alapján (Zock, 1996)

400 nm400 nm

~ 2,5-szeres kül.~ 2,5-szeres kül.

~ 25-szörös kül.~ 25-szörös kül.

KKinh inh [[nGy (Bq h mnGy (Bq h m-3-3))-1-1]] = f= f(sug. típusa, E(sug. típusa, Esug.sug.))

++ Radon leányelemek = Radon leányelemek = ff((aeroszol részecskék mérteloszlásaaeroszol részecskék mérteloszlása))

FELADAT:FELADAT:

α

ββ--

ELJÁRÁS:ELJÁRÁS: összes-összes-αα és összes- és összes-ßß típusú aktivitásmérések típusú aktivitásmérések

ÉSÉS

modellszámítások (paraméterbecslések)modellszámítások (paraméterbecslések)

KÖVETKEZTETÉSKÖVETKEZTETÉS

a a 218218Po, Po, 214214Pb, Pb, 214214Bi aktivitások értékeireBi aktivitások értékeire

Radon-leányelem aktivitások nuklidspecifikus Radon-leányelem aktivitások nuklidspecifikus

meghatározása meghatározása aeroszol méretfrakciókaeroszol méretfrakciók szerint szerint

Ra-226Ra-226 Rn-222Rn-222

Po-218Po-218 Pb-214Pb-214 Bi-214Bi-214 (Po-214)(Po-214)

M Ó D S Z E R E KM Ó D S Z E R E K

1) 1) Aeroszol mintavételAeroszol mintavétel : : zárt hordóból, (aeroszol a szobazárt hordóból, (aeroszol a szoba

levegőjéből) melyet előzőleg radonnal elárasztottunk levegőjéből) melyet előzőleg radonnal elárasztottunk (50-300 kBq/m(50-300 kBq/m33))

Impaktorral:Impaktorral: 0,03-10 0,03-10 μμm-esm-es tartományban, tartományban,

12 méretfrakcióban (ELPI, Dekati Ltd.)12 méretfrakcióban (ELPI, Dekati Ltd.)

Polikarbonát szűrőkkel:Polikarbonát szűrőkkel: két egymás után rögzített, két egymás után rögzített,

0,4 0,4 µµm-es és 10 m-es és 10 µµm-esm-es pórusátmérőjű szűrő pórusátmérőjű szűrő

2) 2) Nukleáris detektálásNukleáris detektálás : : A minták összes-A minták összes-αα és összes- és összes-ßß intenzitását intenzitását ZnS/plasztik detektorralZnS/plasztik detektorral mértük 1,5 - 2 órán keresztül, percenkéntmértük 1,5 - 2 órán keresztül, percenként

3) 3) DekomponálásDekomponálás : :

Az egyes leányelemek aktivitását a minta levételének időpontjában Az egyes leányelemek aktivitását a minta levételének időpontjában

visszaszámoltuk, és egy visszaszámoltuk, és egy számítógépes modellszámítógépes modell segítségével becsültük, segítségével becsültük,

a mért összes-a mért összes-αα és összes- és összes-ßß intenzitás értékek dekomponálásával. intenzitás értékek dekomponálásával.

10-15 perc10-15 perc

[[218218Po is detektálható Po is detektálható

legyen (t legyen (t Po-218Po-218 =3 perc)] =3 perc)]

MintavételMintavétel

Zárt hordó,Zárt hordó,belsejében a radon-forrásbelsejében a radon-forrás

Polikarbonát szűrők Polikarbonát szűrők műanyag tartóbanműanyag tartóban

szivattyúszivattyú

rotaméterrotaméter

Po-218

Pb-214

Bi-214

A szűrőkön kialakuló radon leányelem-aktivitások A szűrőkön kialakuló radon leányelem-aktivitások szimulációjaszimulációja

mintavételi periódus

[feltételezés: a részecskékhez való [feltételezés: a részecskékhez való kötődés kötődés minden nuklidnál azonos mértékűminden nuklidnál azonos mértékű folyamat] folyamat]

detektálási periódus

0,4 µm

AAPb-214Pb-214

AABi-214Bi-214

AAPo-218Po-218

CPS- CPS- ßß

CPS- CPS- αα

E R E D M É N Y E K E R E D M É N Y E K Az aeroszol minták összes-Az aeroszol minták összes-αα és összes- és összes-ßß intenzitása a intenzitása a

0,4 és 10 0,4 és 10 µµm-esm-es pórusátmérőjű szűrő esetén ( pórusátmérőjű szűrő esetén (CPS-CPS-αα; CPS-; CPS-ßß),), és a leányelemek nuklidspecifikus aktivitásai (DEKOMPOZÍCIÓ) és a leányelemek nuklidspecifikus aktivitásai (DEKOMPOZÍCIÓ)

AAPo-218Po-218

AABi-214Bi-214

AAPb-214Pb-214

10 µm

CPS- CPS- ßß

CPS- CPS- αα

Az aeroszol részecskék méret-

tartománya (nm)

214Pb / 218Po aktivitás-

arányának átlaga, és szórása

(mért)

214Bi / 218Po aktivitás-

arányának átlaga, és szórása

(mért)

60-100 0,61 (σ=0,16) 0,19 (σ=0,05)

100-200 1,08 (σ=1,00) 0,43 (σ=0,62)

400-700 1,36 (σ=0,49) 0,82 (σ=0,69)

700 – 1100 0,47 (σ=0,29) 0,75 (σ=0,98)

400 3,06 (σ=1,19) 1,89 (σ=0,95)

10 000 0,80 (σ=0,47) 0,17 (σ=0,06)

Elem-független kötődési folyamat

esetén becsült aktivitás-arányok

4,50 5,50

Kezdeti aktivitás-arányok a különböző méret-tartományokbanKezdeti aktivitás-arányok a különböző méret-tartományokban

((214214Pb /Pb /218218Po és Po és 214214Bi /Bi /218218Po)Po)

[esetszám: [esetszám: 22-5]-5]

iimpa

ktor

ral

szűr

őkke

l

K Ö V E T K E Z T E T É S K Ö V E T K E Z T E T É S

AA 218218PoPo általábanáltalában nagyobb mértékben kötődik nagyobb mértékben kötődik az aeroszol részecskékhez, mint a többi leányelemaz aeroszol részecskékhez, mint a többi leányelem

<<A mért értékekből becsült A mért értékekből becsült

aktivitás-arányok aktivitás-arányok ((214214Pb / Pb / 218218PoPo)) és és ((214214Bi / Bi / 218218Po Po ))

elemektől független, azonos elemektől független, azonos kötődést feltételezvekötődést feltételezve

(számolt)(számolt)

AA ≈≈10 10 µµmm méretű részecskékhez tapadt méretű részecskékhez tapadt radon leányelemeknekradon leányelemeknek nagyobbnagyobb a a hozzájárulása az hozzájárulása az inhalációs dózishozinhalációs dózishoz,, mint mint

≈ ≈ 0,4 0,4 µµm-em-esekhezsekhez tapadtaknak, nemcsak a részecskeméret, hanem, nemcsak a részecskeméret, hanem a a nagyobb mértékbennagyobb mértékben hozzátapadthozzátapadt αα-sugárzó -sugárzó 218218PoPo miatt is. miatt is.

1.1.

2. 2.

≈≈10 10 µµmm méretű méretű részecskéknélrészecskéknél

≈ ≈ 0,40,4 µµmm méretű méretű részecskéknélrészecskéknél<<

Az aktivitás-arányokAz aktivitás-arányok

K Ö S Z Ö N Ö MK Ö S Z Ö N Ö M

A A

F I G Y E L M E T !F I G Y E L M E T !

A leányelemek nuklidspecifikus aktivitásainak becsléséreA leányelemek nuklidspecifikus aktivitásainak becslésére

alkalmas modell alkalmas modell

(aktivitás a hordóban és a filtereken)(aktivitás a hordóban és a filtereken)

Ra-226Ra-226

forrásforrás

Rn-222Rn-222

Po-218Po-218 Pb-214Pb-214 Bi-214 Bi-214 (Po-214)(Po-214)

csak a hordóbancsak a hordóban

A hordóban, majd A hordóban, majd a szivattyú beindítása a szivattyú beindítása

után a filtereken, után a filtereken, aeroszol részecskékhez aeroszol részecskékhez

tapadvatapadva

CPSCPS, , αα CPS, CPS, ßß

A modell A modell matematikai formájamatematikai formája 1 illetve 3 exponenciális 1 illetve 3 exponenciális

tagot tartalmazó egyenletekből álltagot tartalmazó egyenletekből áll

tPoPoPo

PoeAtCPS

218218218218 )(

ttPoPbPoPb

tPbPbPb

PoPbPb eeAeAtCPS

218214214218214218214214214214 /)(

txPoPoBi

txPbPbBi

tBiBiBi

PoPbBi egAegAeAtCPS

218214214 )()()( 218218214214214214214214214

)()( 214214 tAtA BiPo

A modell matematikai formája:A modell matematikai formája: