Substancje radioaktywne w Substancje radioaktywne w środowisku lądowymśrodowisku lądowym

Andrzej KomosaAndrzej Komosa

Zakład Radiochemii i Chemii KoloidówZakład Radiochemii i Chemii KoloidówUMCS LublinUMCS Lublin

KRAKÓW 2007

22

Radioizotopy w środowiskuRadioizotopy w środowisku

nn Radioizotopy pierwotne, istniejące od chwili Radioizotopy pierwotne, istniejące od chwili powstania Ziemi,powstania Ziemi,

nn Radioizotopy będące produktami rozpadu Radioizotopy będące produktami rozpadu izotopów pierwotnych tworzących szeregi izotopów pierwotnych tworzących szeregi promieniotwórcze,promieniotwórcze,

nn Radioizotopy kosmogeniczne, tworzące się pod Radioizotopy kosmogeniczne, tworzące się pod wpływem promieniowania kosmicznego,wpływem promieniowania kosmicznego,

nn Radioizotopy sztuczne (antropogeniczne)Radioizotopy sztuczne (antropogeniczne)

33

Radioizotopy sztuczneRadioizotopy sztuczne

nn Radioizotopy będące wynikiem atmosferycznych prób Radioizotopy będące wynikiem atmosferycznych prób jądrowych: izotopy Pu (materiał rozszczepialny), jądrowych: izotopy Pu (materiał rozszczepialny), 137137Cs, Cs, 9090Sr, Sr, 131131I (produkty rozszczepienia), I (produkty rozszczepienia), 1414C, C, 5555Fe, Fe, 6060Co Co (produkty aktywacji)(produkty aktywacji)

nn Radioizotopy emitowane przez elektrownie Radioizotopy emitowane przez elektrownie jądrowe i zakłady przeróbki paliwa jądrowego jądrowe i zakłady przeróbki paliwa jądrowego (głównie gazowe i łatwo lotne)(głównie gazowe i łatwo lotne)

nn Odpady medyczne (zwykle izotopy Odpady medyczne (zwykle izotopy krótkożyciowekrótkożyciowe))

44

Ilości radioizotopów powstające przy wybuchu Ilości radioizotopów powstające przy wybuchu bomby o mocy 1 bomby o mocy 1 MtMt

13713733 d33 d144144CeCe144014401 rok1 rok131131CeCe6630 lat30 lat137137CsCs462546258 d8 d131131II11111 rok1 rok106106RuRu68568540 d40 d103103RuRu92592565 d65 d9595ZrZr3,73,728 lat28 lat9090SrSr74074053 d53 d8989SrSrPBq=10PBq=101515BqBqTT½½IzotopIzotop

55

Skumulowana depozycja izotopów z opadu Skumulowana depozycja izotopów z opadu światowegoświatowego

(UNSCEAR 2000)(UNSCEAR 2000)

137Cs, 90Sr

55Fe, 125Sb

106Ru

66

RadionuklidyRadionuklidy z opadu światowegoz opadu światowego(UNSCEAR 2000)(UNSCEAR 2000)

77

Emisja Emisja radionuklidówradionuklidów z reaktorów jądrowych z reaktorów jądrowych i zakładów przeróbczychi zakładów przeróbczych

(sumaryczne ilości)(sumaryczne ilości)(UNSCEAR 2000)(UNSCEAR 2000)

nn 8585KrKr TT½½=10,7 lat=10,7 lat 3243 3243 PBqPBqnn TrytTryt TT½½=12,3 lat=12,3 lat 297 297 PBqPBqnn 1414CC TT½½=5730 lat=5730 lat 2,8 2,8 PBqPBqnn 131131II TT½½=8 dni=8 dni 675 000 675 000 PBqPBqnn 129129II TT½½=1,6=1,6··101077 latlat 0,015 0,015 PBqPBqnn 137137CsCs TT½½=30 lat=30 lat 948 948 PBqPBqnn 9090SrSr TT½½=28 lat=28 lat 622 622 PBqPBqnn 106106RuRu TT½½=374 dni=374 dni 12 200 12 200 PBqPBq

88

Radioizotopy o największym znaczeniu dla Radioizotopy o największym znaczeniu dla zdrowia człowiekazdrowia człowieka

((UNSCEAR 1982)UNSCEAR 1982)

nn 134134Cs, Cs, 137137Cs, Cs, 131131I (powietrze, mleko)I (powietrze, mleko)

nn 8989Sr, Sr, 9090Sr (mleko, woda)Sr (mleko, woda)

nn 134134Cs, Cs, 137137Cs, Cs, 8989Sr, Sr, 9090Sr (żywność)Sr (żywność)

nn 134134Cs, Cs, 137137Cs (mięso)Cs (mięso)

nn 134134Cs, Cs, 137137Cs, Cs, 9090Sr, Sr, 238238Pu, Pu, 239+240239+240Pu, Pu, 241241Am (gleba)Am (gleba)

nn 134134Cs, Cs, 137137Cs, Cs, 131131I, I, 8989Sr, Sr, 9090Sr, Sr, 9595Zr, Zr, 9595Nb, Nb, 103103Ru, Ru, 106106Ru, Ru, 141141Ce, Ce, 144144Ce (rośliny)Ce (rośliny)

99

Migracja izotopów w środowisku na Migracja izotopów w środowisku na przykładzie Puprzykładzie Pu

1010

Próbki środowiskowe Próbki środowiskowe –– przedmiot badańprzedmiot badań

nn Powierzchniowe próbki glebPowierzchniowe próbki glebnn Próbki profili glebowych (badania migracyjne)Próbki profili glebowych (badania migracyjne)nn Próbki aerozoli i pyłów z powietrzaPróbki aerozoli i pyłów z powietrzann Próbki osadów dennychPróbki osadów dennychnn Próbki roślin (mchy, porosty, grzyby, rośliny Próbki roślin (mchy, porosty, grzyby, rośliny

wyższe)wyższe)nn Próbki materiału zwierzęcego (kości, miękkie Próbki materiału zwierzęcego (kości, miękkie

części ciała)części ciała)

1111

Cele badańCele badań

nn Poznanie aktualnego stanu środowiska pod Poznanie aktualnego stanu środowiska pod względem zawartości sztucznych izotopów względem zawartości sztucznych izotopów promieniotwórczych i szybkości ich migracjipromieniotwórczych i szybkości ich migracji

nn Opracowanie standardowych procedur Opracowanie standardowych procedur analitycznych do oznaczeń wybranych analitycznych do oznaczeń wybranych radioizotopówradioizotopów

1212

Metody analityczne stosowane do oznaczania Metody analityczne stosowane do oznaczania transuranowców w próbkach transuranowców w próbkach

środowiskowychśrodowiskowych(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)

nn Mineralizacja termicznaMineralizacja termicznann Roztwarzanie/ekstrakcja kwaśnaRoztwarzanie/ekstrakcja kwaśnann WspółstrącanieWspółstrącanienn Oddzielanie od nośnika i oczyszczanieOddzielanie od nośnika i oczyszczanie

-- wymiana jonowa wymiana jonowa -- ekstrakcja cieczowaekstrakcja cieczowa

nn Przygotowanie próbki do pomiaru promieniowania alfa Przygotowanie próbki do pomiaru promieniowania alfa -- współstrącaniewspółstrącanie z NdFz NdF33

-- elektroosadzanieelektroosadzanienn Pomiar alfa spektrometrycznyPomiar alfa spektrometryczny

1313

Metody analityczne dla oznaczania Metody analityczne dla oznaczania 9090SrSr(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)

nn Mineralizacja termicznaMineralizacja termicznann Roztwarzanie/ekstrakcja kwaśnaRoztwarzanie/ekstrakcja kwaśnann Wytrącanie szczawianówWytrącanie szczawianównn Oczyszczanie od innych beta promieniotwórczych Oczyszczanie od innych beta promieniotwórczych

nuklidównuklidównn Separacja ekstrakcyjna Sr/Y Separacja ekstrakcyjna Sr/Y nn Wytrącanie szczawianu itruWytrącanie szczawianu itrunn Pomiar spektrometryczny promieniowania beta Pomiar spektrometryczny promieniowania beta 9090YY

1414

Metody analityczne dla oznaczania Metody analityczne dla oznaczania małych aktywności małych aktywności 1414CC

(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)

nn Zwęglanie próbkiZwęglanie próbkinn Synteza węgliku lituSynteza węgliku litunn Hydroliza węgliku litu, otrzymywanie Hydroliza węgliku litu, otrzymywanie

acetylenuacetylenunn Synteza benzenuSynteza benzenunn Pomiar LSCPomiar LSC

1515

Przykładowe stężenia Przykładowe stężenia 9090Sr w próbkach gleby Sr w próbkach gleby i warzyw i warzyw

(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)

3 3 –– 66Osady denne jeziorOsady denne jezior

0,5 0,5 –– 33Burak cukrowyBurak cukrowy0,2 0,2 –– 0,60,6MarchewMarchew1 1 –– 2,52,5ZiemniakiZiemniaki1 1 –– 1010GlebyGleby

4 4 –– 2020Osady denne BuguOsady denne Bugu5 5 -- 8585Gleby doliny BuguGleby doliny Bugu

Zakres [Bq/kg]Zakres [Bq/kg]PróbkaPróbka

1616

Przykładowe stężenia Przykładowe stężenia 137137Cs w porostach, Cs w porostach, roślinach, zwierzętach roślinach, zwierzętach

(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)

34 34 –– 5353TorfTorf0,1 0,1 –– 3,23,2Czapla siwa Czapla siwa –– kościkości

0,1 0,1 -- 44Łabędź niemy Łabędź niemy –– skorupki jajskorupki jaj0,9 0,9 -- 22Błotniak łąkowy Błotniak łąkowy –– skorupki jajskorupki jaj0,03 0,03 -- 22Czapla siwa Czapla siwa –– skorupki jajskorupki jaj

49 49 –– 5757KłoćKłoć wiechowatawiechowata3 3 –– 108108PorostyPorosty

Zakres [Bq/kg]Zakres [Bq/kg]PróbkaPróbka

1717

Przykładowe stężenia Przykładowe stężenia 137137Cs w glebach Cs w glebach (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)

45304530Gleby brunatne LubelszczyznyGleby brunatne Lubelszczyzny12 00012 000Gleby lessoweGleby lessowe51005100Gleby bielicoweGleby bielicowe

240 240 -- 400400Gleby doliny WieprzaGleby doliny Wieprza1 1 –– 290 Bq/kg290 Bq/kgOsady denne jeziorOsady denne jeziorZakres [Bq/mZakres [Bq/m22]]PróbkaPróbka

1818

Przykładowe stężenia Przykładowe stężenia 239+240239+240Pu w glebach i Pu w glebach i osadach dennych osadach dennych

(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)

80 80 –– 315315Osady denne rzek LublinaOsady denne rzek Lublina10 10 –– 420420Gleby doliny WieprzaGleby doliny Wieprza

170170Gleby doliny BuguGleby doliny Bugu10 10 –– 200200Osady denne WieprzaOsady denne Wieprza

10 10 –– 650650Osady denne jeziorOsady denne jezior80 80 -- 340340Gleby Lubelszczyzny (0Gleby Lubelszczyzny (0--2cm)2cm)

Zakres [Zakres [mBqmBq/kg]/kg]PróbkaPróbka

1919

Przykładowe stężenia Przykładowe stężenia 241241Pu w glebachPu w glebach(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)(Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS)

900 Bq/kg900 Bq/kgGleba Gleba BraginBragin (Białoruś)(Białoruś)

320 320 –– 1040 Bq/m1040 Bq/m22Gleby Pojezierza Gleby Pojezierza ŁęczyńskoŁęczyńsko--WłodawskiegoWłodawskiego

1 1 –– 7 Bq/kg7 Bq/kgGleby leśne LubelszczyznyGleby leśne LubelszczyznyZakresZakresPróbkaPróbka

2020

Możliwości aparaturoweMożliwości aparaturoweZakładu Radiochemii i Chemii Koloidów Zakładu Radiochemii i Chemii Koloidów

UMCSUMCS

nn 2 spektrometry gamma z detektorami 2 spektrometry gamma z detektorami HPGeHPGe((SilenaSilena//CanberraCanberra))

nn 1 spektrometr scyntylacyjny gamma (1 spektrometr scyntylacyjny gamma (CanberraCanberra))nn 3 spektrometry alfa z detektorami PIPS (3 spektrometry alfa z detektorami PIPS (CanberraCanberra) ) nn Spektrometr Spektrometr QuantulusQuantulus ((WallacWallac//PerkinPerkin--ElmerElmer))

2121

Skład grupy Skład grupy radioekologicznejradioekologicznejZakładu Radiochemii i Chemii Koloidów Zakładu Radiochemii i Chemii Koloidów

UMCSUMCS

nn 2 pracowników samodzielnych2 pracowników samodzielnychnn 2 pracowników naukowo2 pracowników naukowo--technicznychtechnicznych

2222

Możliwości wykonywania oznaczeń w Możliwości wykonywania oznaczeń w Zakładzie Radiochemii i Chemii Koloidów Zakładzie Radiochemii i Chemii Koloidów

UMCSUMCS

nn Izotopy gamma promieniotwórcze w tym Izotopy gamma promieniotwórcze w tym 210210PbPb

nn Izotopy alfa promieniotwórcze: Izotopy alfa promieniotwórcze: 238238Pu, Pu, 239+240239+240Pu, Pu, 214214AmAm

nn Izotopy beta promieniotwórcze: Izotopy beta promieniotwórcze: 1414C, C, 9090Sr/Y, Sr/Y, 241241PuPu

2323

Propozycje działań w ramach sieciPropozycje działań w ramach sieci

nn Opracowania standardowych procedur Opracowania standardowych procedur analitycznych i pomiarowychanalitycznych i pomiarowych

nn Przeprowadzenie kalibracji spektrometrów Przeprowadzenie kalibracji spektrometrów gamma przy pomocy nowego źródła gamma przy pomocy nowego źródła standardowegostandardowego

nn Przeprowadzanie okresowych badań Przeprowadzanie okresowych badań międzylaboratoryjnychmiędzylaboratoryjnych

nn Ustalenie sposobu wymiany informacji pomiędzy Ustalenie sposobu wymiany informacji pomiędzy członkami sieciczłonkami sieci

2424

Dziękuję za uwagę