Методы определения изотопов радона и их реализация в измерительном комплексе, использующая электроосаждение дочерних продуктов, для оценки факторов радиационной опасности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат наук Афонин, Алексей Александрович

• Афонин, Алексей Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Афонин, Алексей Александрович

218

4.2.2. Учёт влияния «остаточной» активности "°Ро на детекторе при «мгновенных» измерениях ОА

4.2.3. Режим непрерывного мониторинга

4.2.4. Калибровка блока измерения ОА по радону

4.3. Блок для измерения ЭРОА радона и торона

4.3.1. Алгоритм измерений ЭРОА радона и торона

4.3.2. Проверка относительной погрешности измерений ЭРОА

4.4. Характеристики и функциональные возможности комплекса

4.4.1. Общие технические параметры

4.4.2. Программное обеспечение

4.4.3. Сравнительные характеристики и основные преимущества Комплекса «Альфарад плюс»

4.5. Использование многофункционального комплекса для решения задач радиационного мониторинга

4.5.1. Мониторинг ОА изотопов радона в помещениях объекта «Укрытие»

4.5.2. Мониторинг ОА, ЭРОА радона и коэффициента равновесия Fe воздухе жилых помещений

4.6. Основные выводы главы 4

Заключение

Приложение А. Описание программы «Камера-2»

Приложение Б. Экспрессные измерения содержания радона в различных

средах

Приложение Б.1. Экспрессные измерения плотности потока радона с

поверхности земли

Приложение Б.2. Измерения концентрации радона в пробах воды

Перечень принятых сокращений

Библиографический список

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы определения изотопов радона и их реализация в измерительном комплексе, использующая электроосаждение дочерних продуктов, для оценки факторов радиационной опасности»

Введение

В последние годы произошел переход к более широкому пониманию проблем радиационной безопасности человека как необходимости ограничения и снижения облучения не только техногенных источников ионизирующего излучения, но и, от естественных (природных).

Актуальность исследований в области радиационного воздействия радона, торона и их дочерними продуктами (входящих в число природных радионуклидов) освещалась многими источниками и не вызывает сомнений. Многочисленные исследования, проводимые как в нашей стране, так и за рубежом, убедительно показали, что радон и торон являются доминирующим фактором облучения человека. По разным оценкам, дозовая нагрузка за счёт облучения организма человека радоном, тороном и их дочерними продуктами составляет от 30 до 70 %.

Необходимость совершенствования методов измерения объемной активности (ОА) изотопов радона и их дочерних продуктов в различных средах обусловлена тем, что облучение от природных радионуклидов столь же негативно влияет на здоровье человека, как и облучение от техногенных радионуклидов. Медицинские последствия облучения человека природными радионуклидами, включая радон и его дочерние продукты, выражаются главным образом в приросте онкологических заболеваний, прямо связанном с величиной коллективной дозы. Согласно данным Научного комитета ООН по действию атомной радиации, около 20 % всех заболеваний раком легкого обусловлено воздействием радона и его дочерних продуктов [1]. Долгое время вредное воздействие радона-222 и его короткоживущих дочерних продуктов на здоровье людей связывали с профессиональной деятельностью работников, занятых в производствах по добыче и переработке урана. В принятом в 1996 г. Федеральном Законе «О радиационной безопасности населения» перечислены основные факторы, влияющие на степень опасности природных источников излучения и сформулированы принципы защиты населения и персонала. Из трех изотопов

222 220 219

радона - 11п (радон), Тп (торон) и Ап (актинон), представляющих радиоактивные газы, наибольшую опасность для человека оказывает радон, который имеет наибольший период полураспада 3,82 суток. Многочисленные измерения показали, что содержание радона в помещениях может изменяться от

5 3

единиц до 10 Бк-м" , а содержание торона обычно существенно меньше. Основной вклад в дозу вносят дочерние продукты распада радона и торона. Нормами радиационной безопасности (НБР-99/2009) [2] регламентирована среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность (ЭРОА) радона и торона.

Воздействие на человека дочерних продуктов радона (ДПР) является многофакторным процессом, поэтому все дозиметрические оценки облучения человека за счет ингаляционного поступления ДПР производятся косвенными методами.

Отечественными и зарубежными специалистами проводится большая работа по созданию расчетных методов с использованием различных моделей поведения нуклидов в респираторном тракте [3]. При этом особый акцент делается на экспериментальные работы, в которых представлены результаты мониторинга территорий. Эквивалентные дозы облучения, создаваемые при ингаляционном поступлении нуклидов, зависят как от дисперсности аэрозолей и скорости перехода нуклидов из легких в жидкости организма, так и от соотношения между «свободными атомами» ДПР и атомами, осевшими на аэрозолях. Последняя величина зависит от территории, на которой проводятся измерения, а также от режима содержания зданий.

До 1993 г. приборостроение нашей страны не было ориентировано на разработку и производство средств измерений радона в жилых и общественных помещениях. Одним из первых радиометров радона, включенных в Государственный реестр СИ, был прибор РРА-01, который имел блок регистрации радона на основе КЭО и использовался для "мгновенных" измерений ОА радона. Основная проблема при оценке дозового воздействия от ДПР заключается в корректной оценке среднегодового уровня ЭРОА радона и торона.

Единственным реальным методом получения комплексной и достоверной информации по дозовым нагрузкам от изотопов радона и торона является совместное использование (сочетание) методов измерения ОА радона и торона и аспирационного метода измерения ЭРОА.

При радиационном обследовании жилых и производственных помещений по ОА радона, для перехода к ЭРОА, целесообразно определить коэффициент равновесия для типовых зданий. При выполнении проектных радиационно-экологических изысканий на участках застройки с целью оценки их потенциальной радоноопасности используется физическая величина - плотность потока радона (ППР) с поверхности грунта, измеряемая в мБк^м^с)"1 [4]. Нормируется уровень содержания радона в воде, которая поступает из подземных источников [2].

В странах, где активно решаются вопросы, связанные с защитой населения от природных источников излучения, в последнее десятилетие появились работы, в которых используется комплексный подход к радоновым обследованиям жилых и производственных помещений, включающий мониторинг ЭРОА радона и торона, коэффициента равновесия FRn, контроль радона в источниках питьевого водоснабжения и питьевой воды, измерения ППР с поверхности грунта земельных участков под строительство жилых домов, зданий и сооружений общественного и производственного назначения.

Один из перспективных методов измерения концентрации радона,

являющийся предметом настоящей работы, основан на способе отбора проб при

помощи электроосаждения (ЭО) заряженных ДПР [5, 6, 7]. Достоинством метода

220 222

является его селективность по отношению к Rn и Rn, и универсальность, что позволяет создавать компактные датчики, как для экспрессных измерений ОА изотопов радона, так и интегральные датчики О А для длительных измерений. Дополнительное использование спектрометрического канала для реализации аспирационного метода регистрации ОА ДПР, позволяет расширить функции радиометра, для измерений ЭРОА и коэффициента равновесия F между радоном и ДПР. Такой подход к изучению содержания естественной радиоактивности в

воздухе помещений в конечном итоге дает возможность минимизировать дозы облучения, получаемые населением от радона и ДПР.

Целью работы являлось создание измерительного комплекса, метрологические и технические характеристики которого обеспечивали бы все виды измерений, предписанные нормативными документами для контроля и мониторинга радона, торона и их ДПР в различных средах.

Для достижения указанной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

1. Установлены закономерности диффузионного и электростатического переноса и осаждения ДПР в камере с электроосаждением (КЭО), изучены и уточнены параметры переноса ДП торона в электрическом поле;

2. Проведено параметрическое исследование, на основе которого разработана уникальная конструкция КЭО с учетом компенсации влияния на чувствительность паров воды и тем самым повышена точность и надежность измерений;

3. Разработана альфа-гамма-спектрометрическая методика калибровки КЭО для радона;

4. Впервые разработан метод измерения коэффициента равновесия и ДПР в воздухе и на его основе создана конструкция блоков измерения ОА и ЭРОА изотопов радона с использованием встроенного альфа-спектрометра.

Содержание работы:

В первой главе рассмотрены ядерно-физические и физико-химические свойства изотопов радона и ДПР, которые существуют в воздухе в двух видах: свободные атомы или ионы, образующие кластерные молекулы («неприсоединенная активность»), и ДПР, присоединенные к аэрозолям, присутствующим в воздухе. Показаны основные источники поступления радона, торона и ДПР в организм человека. Риски, связанные с воздействием ДПР,

зависят от множества факторов. Ввиду чего, все дозиметрические оценки облучения человека за счет ингаляционного поступления ДПР производятся косвенными методами, а основной величиной, позволяющей оценить радиационное воздействие, является экспозиция по ЭРОА радона. Накопление экспериментальных данных совершенствует дозиметрические оценки и способствует снижению радиационного риска для человека. Представлено современное состояние нормирования предельно допустимых уровней ОА радона и торона и ДПР в различных средах. Проведена классификация и краткий анализ современных средств измерений ОА и ЭРОА радона и торона. Проанализированы методы оценки величины коэффициента равновесия Б между радоном и его ДПР и кратности воздухообмена в помещениях по результатам измерений ОА ДПР с помощью модельных представлений. На основе сопоставления норм и существующей аппаратной базы выработаны требования к приборному оснащению системы мониторинга радона и торона на базе камеры с электростатическим осаждением (КЭО) с полупроводниковым детектором (ППД) для оценки факторов радиационной опасности. Обозначены необходимые характеристики радиометра и вопросы, требующие дополнительного изучения и уточнения для достижения этих характеристик, которые позволят увеличить точность, надежность и экспрессность измерений при проведении комплексной оценки факторов радиационной опасности.

Во второй главе представлены результаты экспериментального изучения процессов, происходящих в КЭО при осаждении ДПР на поверхность ППД при измерении ОА радона и торона. Проведён обзор параметров, описывающих

______О Л1/Г

миграцию первых ДПР радона и торона (ЯаА ( Ро), ТЬА ( Ро)) в атмосферном

воздухе. Среди них уже достаточно изученные: взаимодействие радиоактивных

ионов 218Ро и 2,6Ро со стабильными ионами, образующимися в воздухе под

218 216

воздействием ионизирующего излучения; миграция ионов Ро и Ро под действием электрического поля. К процессам, требующим более детального изучения, относится: перенос в замкнутом объеме ионов и нейтральных атомов

218т> 216т\

Ро и Ро; взаимодеиствие радиоактивных ионов и нейтральных атомов с

парами воды, летучими органическими соединениями и аэрозолями.

Экспериментально получены значения подвижности ионов 216Ро в воздухе, а 218

также Ро при наличии в воздухе органических примесей. Экспериментально

показано, что в условиях, характерных для КЭО, присутствие паров органических

^ 218 примесеи при измерениях подвижности ионов Ро в воздухе не оказывает

влияние на эту величину.

Представлены результаты измерений скорости осаждения ДПР на стенки

камеры и детектор при отсутствии электрического поля, полученные на

специально созданной установке. Подробные измерения показали, что на

218

миграцию неприсоединённой активности Ро в воздухе кроме диффузионной составляющей, оказывают влияние процессы седиментации ДПР на аэрозолях и наличие конвекционного переноса.

В третьей главе рассмотрено моделирование баланса атомов ДПР в электростатическом поле в объеме измерительной камеры и на поверхности детектора. Получены соотношения, отражающие связь между скоростью осаждения ДПР на детекторе, параметрами КЭО и величины воздухообмена для различных режимов отбора проб. Изучены особенности измерения ОА торона методом электроосаждения. Проделанные расчеты и экспериментальные исследования позволили установить предельные параметры КЭО для селективной регистрации радона и торона в пробах воздуха.

С помощью модернизированной программы «Камера-2» проведено параметрическое исследования влияния размеров КЭО, величины электрического потенциала и геометрии крепления детектора на эффективность ЭО ДПР с учетом содержания влаги в пробах. Проанализированы возможные пути минимизации потери чувствительности из-за эффекта влияния паров воды.

С целью увеличения надёжности результатов измерений, разработана и реализована альфа-гамма-спектрометрическая методика калибровки КЭО по чувствительности. Методика позволяет получать смеси с удельной активностью

радона от 50 до 10000 Бк м" с погрешностью 10-20 %, которые необходимы, как для исследовательских целей, так и для проведения калибровок радиометров.

Четвертая глава посвящена решению практических задач, связанных с мониторингом радона, торона и ДПР в различных средах. Создан комплекс «Альфарад плюс» с двумя а - спектрометрическими блоками, позволяющими одновременно регистрировать ОА радона, торона и ДПР и непосредственно измерять коэффициента равновесия Б радона в помещениях, а также измерять содержание радона в различных средах, который удовлетворяет сформулированным требованиям к приборному оснащению современной системы мониторинга радона. Разработан метод, позволяющий корректировать результаты измерений О А радона с помощью КЭО с учетом содержания влаги в пробе.

Разработаны алгоритмы учёта остаточной активности ДПР на детекторе при измерениях ОА радона для мгновенного и интегрального режимов, которые увеличивают производительность измерений. С учетом наблюдаемых уровней О А радона, и исходя из критерия минимизации ошибки измерений, определены оптимальные параметры режимов отбора и измерений проб. Представлены результаты калибровки блоков измерения ОА и ЭРОА, которые проводились на рабочих эталонах во ФГУП «ВНИИФТРИ». С помощью комплекса проведены измерения коэффициента

равновесия между дочерними продуктами и

объёмной активностью (ОА^) радона в воздухе различных помещений. Показано, что для корректной оценки Ряп , влияющего на радоновую опасность помещения, необходимо проводить одновременные измерения, как величины ЭРОА, так и величины ОА радона.

На базе измерительного канала ОА радона, с учетом корректировки показаний на содержание влаги в пробах, разработана методика измерений ОА^ в воде, подпочвенном воздухе и НИР с поверхности почвы.

Научная новизна:

1. Разработан новый метод для изучения переноса дочерних продуктов радона (ДПР) в атмосферном воздухе, позволяющий изучить влияние различных факторов (влажности воздуха, наличия аэрозолей, градиента температуры) на вклад в основные механизмы переноса ДПР в отсутствии электростатического поля.

2. Создана новая экспериментальная установка, реализующая положения разработанного метода, позволяющая моделировать процессы, характерные для измерительных камер радиометров в отсутствии электростатического поля.

3. Впервые разработана методика калибровки эффективности регистрации ДПР камерами с электроосаждением для реальных условий работы радиометров

•5

радона в широком диапазоне колебаний влажности воздуха (от 5 до 15 г м"), основанная на альфа-гамма-спектрометрическом анализе проб. В частности, впервые создана приборная реализация малогабаритного источника радона, позволяющая контролировать активность отбираемой пробы в реальном времени.

4. Предложена оригинальная, двухгрупповая модель переноса ДПР в воздухе,

позволяющая описать экспериментальные результаты, и на основании данных

218

измерений, оценить коэффициент присоединения атомов Ро к аэрозолям в условиях, типичных для камер радиометров радона.

5. Доказано экспериментально, что подвижность ионизированных дочерних

продуктов торона 216Ро составляет ц = (1,16 ± 0,08) см2 (с-В)-1, что в пределах

218

погрешностей совпадает со значением подвижности, полученным ранее для Ро,

2 1

составляющим (1,05 ± 0,05) см -(с-В)" .

6. Впервые создан и реализован, в измерительном комплексе, новый метод измерения ОА радона и торона на основе КЭО, использующий коррекцию чувствительности КЭО на содержание влаги, позволяющий проводить измерения ОА радона и торона в воздухе единовременно с высоким разрешением пиков 218Ро,216Ро,214Ро, основанный на принципах альфа - спектрометрии.

7. Впервые разработан метод прямого измерения коэффициента равновесия Ряп между радоном и ДПР в воздухе помещений.

На защиту автор выносит следующие положения:

1. Метод измерения коэффициентов присоединения свободных атомов 218Ро к аэрозолям в атмосферном воздухе.

2. Альфа - спектрометрический метод селективного измерения ОА радона и торона в воздухе с учетом коррекции чувствительности КЭО на содержания влаги в пробах.

3. Альфа-гамма-спектрометрическая методика калибровки источников радона.

4. Параметры КЭО, подобранные и оптимизированные с учётом проведённых в диссертации исследований, что позволяет проводить комплексную оценку факторов радиационной опасности от воздействия природных источников радиации на основе измерений, получаемых усовершенствованными радиометрами.

5. Метод прямого измерения коэффициента равновесия Ряп между радоном и ДПР в воздухе помещений.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработан и внедрен, новый, не имеющий аналогов в РФ, измерительный Комплекс «Альфарад плюс», зарегистрированный в государственном реестре средств измерений РФ под №49013-12, свидетельство об утверждении типа средства измерения БШ.С. № 45439.

Создана система практических рекомендаций, выраженная в методических указаниях по проведению измерений ОА радона в воде и плотности потока радона с поверхности грунта, вошедших в руководство по эксплуатации Комплекса.

Аттестована методика инспекционных измерений ЭРОА радона и торона в воздухе помещений с использованием Комплекса. Свидетельство об аттестации № 40090.2М334, выдано ФГУП «ВНИИФТРИ».

Апробация результатов.

Результаты исследований, положенные в основу диссертации, представлялись и обсуждались на Международном совещании «Проблемы прикладной спектрометрии и радиометрии» (Заречный 2005), Всероссийской промышленной ярмарке (Москва 2007), Научно-практическом семинаре «Радон в геологоразведке и экологии» (Москва 2007), Всероссийской конференции «Физико-Химические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение» (Москва 2009), Всероссийской конференций «Девятые Петряновские чтения» (Москва 2013), Научных сессиях МИФИ с 2003 - 2009 года (Москва).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 научные работы, в том числе 7 статей в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень ВАК РФ российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций, 15 работ опубликованы в материалах всероссийских и международных конференций и симпозиумов; имеется 1 публикация в электронном научном издании.

Глава 1. Классификация и сравнительный анализ современных средств мониторинга изотопов радона и ДПР в различных средах

Радон известен с 1899 года. Именно тогда были обнаружены некие субстанции, вытекающие из ториевой и радиевой руд, оказавшиеся впоследствии инертными радиоактивными газами [8].

В середине двадцатого века возникла идея о том, что продукты распада радона могут быть агентами, вызывающими рак легких у рабочих подземных рудников [9].

С 1987 года Международный Центр по Исследованию Раковых Заболеваний (CIRC, Лион, Франция) классифицирует продукты распада радона как канцерогены, вызывающие рак легких у людей (Группа 1 классификации IARC канцерогенов). Российское законодательство также классифицирует воздействие радона и его короткоживущих дочерних продуктов как канцерогенный фактор [10].

Проведенный анализ смертности от рака легких шахтеров урановых рудников показал удвоение величины избыточной смертности от рака легких и риска возникновения рака в зависимости от уровней облучения дочерними продуктами распада радон [11].

Нормирование уровней облучения населения радоном в жилых помещениях на национальном уровне впервые было принято МКРЗ в Публикации 39, выпущенной в 1989 году. Согласно этой публикации в качестве уровня исследования предлагалось использовать эквивалентную равновесную объёмную активность (ЭРОА) дочерних продуктов распада радона [12].

В настоящее время в РФ основным документом, регламентирующим безопасные уровни облучения за счёт радона и ДПР являются СанПиН 2.6.1.252309 «Нормы радиационной безопасности - 99 / 2009» (НРБ-2009/99) [2].

1.1 Основные физические величины, используемые для оценки радиационной опасности изотопов радона

Радон - химический элемент VIII группы периодической системы, атомная

масса 222,0176 , относится к благородным газам. Радиоактивен, наиболее

222

устойчив Rn (Ti/2 = 3,8 сут). Образуется при распаде радия (отсюда название). Он самый тяжелый из инертных газов, его плотность составляет 9,81 г-л"1 (в 7,6 раз выше плотности воздуха). Температура его плавления минус 71°С, а кипения минус 62°С [13].

Радон обладает нулевой валентностью, и соединений, обусловленных ионной или атомной связью, не дает. Ввиду чего радон является инертным газом, не обладающим ни цветом, ни запахом.

Растворимость радона в воде составляет 460 мл-л"1, а в органических растворителях и в жировой ткани человека растворимость радона существенно выше. Газ хорошо просачивается сквозь полимерные плёнки. Легко адсорбируется активированным углем [14].

Природные изотопы радона образуются в соответствующих радиоактивных

222 238

семействах (рядах): Rn (Т]/2 = 3,824 сут.) - в семействе урана ( U,

о ООО

Т1/2 = 4,468-10 лет), Rn (также называемый тороном, Т]/2 = 55,6 сек.) - в

232 10 219

семействе тория ( Th, Т[/2 = 1,4-10 лет.), Rn (также называемый актиноном,

235 8

Ti/2=3,96 сек.) - в семействе актиноурана ( U, Tj/2 = 6,85-10 лет). Тория в

природе значительно больше урана. Соединения тория содержатся в монацитовом

i

песке. Содержание тория в земной коре составляет 1,3-10" % по массе [15].

Все изотопы радона являются а - излучателями, превращение ДПР происходит с испусканием а - и/или (3 - и у излучения (рисунки 1,2).

Основные ядерно-физические характеристики 222Rn и 220Rn, и ДПР приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики Кл, Кл и их дочерних продуктов [ 16]

Символ Нуклид Т1/2 X, с1 Тип излучения Еа, Ер Еу

Кп 222Кп 3,82 сут 2,1-Ю"6 а 5,49 -

ЯаА 2,8Ро 3,04 мин 3,788-Ю"3 а 6,00 -

ЯаВ 214РЬ 26,8 мин 4,310-10"4 Р, У 0,7 0,35(0,43) 0,29(0,24) 0,61(0,36)

ЯаС 214В1 19,7 мин 5,864-Ю"4 Рл 1,65(23%) 3,17(77%) 1,76(0,22) 1,12(0,27)

ЯаС' 214Ро 1,6-10'4 с 4,23-103 а 7,68 -

ЯаЭ 2ЮрЬ 22 года 9,98-Ю"10 Р,У 0,027 -

ЯаЕ 2,0Ш 4,99 сут 1,608-Ю"6 (3 1,17 -

ЯаБ 210Ро 138,4 сут 5,8-10"8 а 5,30 -

Тп 220Яп 54,5 с 1,27-10'2 а 6,28 -

ТЬА 216Ро 0,16 с 4,387 а 6,77 -

ТЬВ 212РЬ 10,67 ч 1,816-Ю"5 (3,У 0,37 0,30(0,34) 0,24(0,33)

ТЬС 212В1 1,09 ч 1,766-10"4 а(33,7%) 0(66,3%) 6,055 2,25 0,81(0,10) 1,81(0,05)

ТИС' 2]2Ро 2,7-10"7 с 2,3-Ю6 а 8,48 -

ТИС" 3,1 мин 3,73-Ю"3 (3,У 1,79 2,62(0,34) 0,58(0,26)

Здесь: Тх/2 - период полураспада, X - постоянная распада. В скобках указан квантовый выход.

222

Рисунок 1. Схема образования Яп и его продуктов распада (приведен период полураспада и энергия ос-излучения)

Рисунок 2. Схема образования 22011п (торона) и его продуктов распада (приведен период полураспада и энергия а-излучения)

Общепризнанно, что радон и ДПР вносят наибольший и в то же время наиболее варьирующийся вклад в облучение населения [17].

Биологическое действие радона и ДПР в основном связывают с их радиоактивностью. Возникающие при распаде а-, (3-, у- излучение, при взаимодействии с веществом, ионизируют или возбуждают атомы или молекулу, или за счёт прямого взаимодействия, или за счёт вторичных процессов. В результате, или происходит ионизация компонент живой клетки, за счёт чего они становятся химически активными, или возникают скрытые повреждения, частично переходящие в несвойственные структуры, или происходит замедление клеточного деления [18].

Согласно НРБ-2009/99 [2], в воздухе жилых и производственных помещений нормируется уровень дочерних продуктов распада радона и торона, ЭРОА:

ЭРОА = ЭРОАИп + 4.6 • ЭРОАТп

ЭРОАт = 0,105 • АКаЛ + 0,515 • ARaB + 0,380 • ARaC (1)

ЭРОАТп = 0,913 • AThB + 0,087 • AThC

Для оценки радоноопасности используются такие понятия, как ОА радона в питьевой воде и плотность потока радона с поверхности грунта.

Также возможна оценка ЭРОА радона по измеренной величине ОА радона:

3POARn=FRn-ARn (2)

Где FRn - коэффициент равновесия определяется как отношение ЭРОА к реальной измеренной величине О А радона:

F , ЭР0А» П)

1.2 Предельно допустимые уровни объёмной активности изотопов радона и ДПР

В России введено в действие несколько нормативных документов, так или иначе регламентирующих и устанавливающих уровни радиационно-опасных факторов, и предписывающих процедуры, направленные на обеспечение строительства радиационно-безопасных зданий (таблица 2). В соответствии с ними на разных этапах проектирования и строительства предусмотрено проведение следующих противорадоновых мероприятий:

- оценка категории радоноопасности грунтов на площади застройки по результатам измерений содержания Яа при проведении геологических изысканий;

- измерение средней ППР из грунта на участке будущего строительства , в зависимости от значения которого принимается решение о необходимости внесения в проект элементов противорадоновой защиты;

- выборочный контроль помещений на содержание радона на этапе ввода в эксплуатацию завершенных строительством (реконструкцией) объектов.

Таблица 2. Предельно допустимые уровни радона в различных средах

Нормируемые параметры Допустимый уровень Среднегодовое значение ЭРОА, ССг Регламентирующие документы

Эквивалентная равновесная объёмная активность (ЭРОА) изотопов радона. Новые здания жилищного и общественного назначения. Ссг< Ю0 Бк-м"3 СанПиН 2.6.1.2523-09 (НРБ-99/2009), СанПиН 2.6.1.2800-10 СП 2.6.1.2612-10 МУ 2.6.1.2838-11

Эксплуатируемые здания жилищного и общественного назначения. Ссг<200 Бк-м"3

Здания производственного назначения после реконструкции. Ссг< 150 Бк-м"3

Для персонала группы А значения допустимой среднегодовой ОА ДПР в

3 3

зоне дыхания в единицах ЭРОА составляют: 1200 Бкм" ,СэКпв= 270 Бк-м" .

Для лиц, не относящихся к категории персонал, допустимые средние значения ЭРОА в воздухе зоны дыхания в течение года составляют:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Афонин, Алексей Александрович, 2013 год

Библиографический список

1 Постановление Правительства г.Москва от 29 июля 1997 г. N 570-ПП

2 Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) Санитарные правила и нормативы. СанПиН 2.6.1.2523-09.

3 Жуковский, М.В. Радон: измерение, дозы, оценка риска. / М.В. Жуковский, И.В. Ярмошенко // - Екатеринбург. УрОРАН, 1997

4 Санитарные Правила 2.6.1.2612-10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности» (ОСПОРБ-2010)

5 Krivasheev S.V., Kotlyarov А.А., Murashov A.I. and Mamaev S.V. Automated radon radiometeres of RRA family / II Nuovo Cimento C. - 1999. Vol.22, No. 3-4.-pp. 529.

6 Wang J.X., Anderson T.C., Simpson J.J. An electrostatic radon detector designed for water radioactivity measurements / Nucl. Instr. Meth. - 1999. A421. - pp. 601-609.

7 Watnick S., Latner N., Graveson R.T. A 222Rn Monitor Using a-Spectroscopy / Health Physics. - 1986. Vol. 50, No.5. - pp. 645-646.

8 Химическая энциклопедия: в 5 т. / H. С. Зефиров (гл. ред.) // - М.: Советская энциклопедия. - 1995. - 4 т. - С. 174.

9 Последствия воздействия на организм радона и продуктов его распада. / Глушинский М.В, Крисюк Э. // АНРИ - № 3(9). - 1996/97. - с. 16-24.

10 СанПиН 1.2.2353-08 «Канцерогенные факторы и основные требования к профилактике канцерогенной опасности»

11 Малашенко А.В. Медицинская радиология и радиационная безопасность. // 2005. N6.-с. 10-12.

12 Публикация 39 МКРЗ. // М.: Энергоатомиздат, 1986. Радиация. Дозы, эффекты, риск.

13 Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. // - М.: Энергоатомиздат. -1991.-е. 1232.

14 Сердюкова A.C. Изотопы радона и продукты их распада в природе / A.C. Сердюкова, Ю.Т. Капитанов // - М.:Атомиздат. - 1975. - с. 14.

15 Зеликман А. Н. Металлургия редкоземельных металлов, тория и урана / А. Н. Зеликман // - М. - 1961.

16 Рузер JI.C. Радиоактивные аэрозоли. / JI.C. Рузер // — М.: Энергоатомиздат. -2001.-с. 100-102.

17 Vanmarke H, Paridaens J. Radon exposure vs. exposure to other sources of ionizing radiation / The science of the total environment. - 2001. 272. -pp. 343-345.

18 Сердюкова, A.C. Изотопы радона и продукты их распада в природе / A.C. Сердюкова, Ю.Т. Капитанов // - М.: Атомиздат. - 1975. - с. 98-100.

19 Рузер JI.C. Радиоактивные аэрозоли. / JI.C. Рузер // - М.: Энергоатомиздат. -2001.-с. 153.

20 A.A. Афонин, A.A. Котляров Государственный реестр средств измерений РФ: приборы радиационного контроля. Часть 5. Средства измерения объемной активности (OA) и эквивалентной равновесной объёмной активности (ЭРОА) радона // АНРИ - 2008. - №3(54). - с. 2-7.

21 Методические указания МУ 2.6.1.2838-11. «Радиационный контроль и санитарно-эпидемиологическая оценка жилых, общественных и производственных зданий и сооружений после окончания строительства, капитального ремонта, реконструкции по показателям радиационной безопасности»

22 Цапалов A.A., Кувшинников С.И. Зависимость объёмной активности радона в помещениях от разности внутренней и наружной температур воздуха // АНРИ - № 2 - 2008. - с. 37 - 43.

23 Жуковский М.В. Радон: измерение, дозы, оценка риска / М.В. Жуковский, И.Я. Ярмошенко // Екатеринбург. - 1997. - с. 17.

24 Ю.О. Козында, C.B. Сэпман, C.B. Кривашеев, A.A. Афонин и др. «О «потере» чувствительности радиометров радона типа РРА или пользе чтения инструкции по эксплуатации» // АНРИ - №3. - 2006. - с. 67-69.

25 Кузнецов Ю.В., Курепин А.Д. Приборное обеспечение измерений эквивалентной равновесной объёмной активности изотопов радона // АНРИ -№1(24).-2001.-с. 28-42.

26 Афонин A.A., Котляров A.A., Максимов А.Ю. Измерение вероятности нейтрализации радиоактивных ионов в воздухе. // Научная сессия МИФИ-2003. Сб. научн. Трудов. - М.: МИФИ. - 2003. - Т. 5. - с. 95-96.

27 Бочков A.JL, Корниленко И.И., Обатуров Г.М. Эффективность собирания Rb88 в камерах для радиометрии Кг88 по Rb88 // M.: Атомная энергия. - 1969 -т. 27, № 1. — с. 66.

28 Афонин A.A., Котляров A.A., Максимов А.Ю. Установка для изучения процессов нейтрализации радиоактивных ионов в воздухе // Приборы и техника эксперимента. - 2003. - т.46. № 1. - с. 119-122.

29 Афонин A.A., Котляров A.A., Максимов А.Ю. Измерение вероятности нейтрализации радиоактивных ионов в воздухе // Научная сессия МИФИ-2003. Сб. научн. Трудов. - М.: МИФИ. - 2003. - Т. 5. - с. 95-96.

30 Афонин A.A., Котляров A.A., Максимов А.Ю. Установка для изучения процессов нейтрализации радиоактивных ионов в воздухе. // Приборы и техника эксперимента. - 2003. - т.46, № l.-c. 119-122.

31 Рузер J1.C. Радиоактивные аэрозоли. / JI.C. Рузер // - М.: Энергоатомиздат. -2001.-е. 70-72.

32 Mesbah В., Fitzgerald В., Норке Р.К., Pourprix M. A New Technique to Measure the Mobility Size of Ultrafine Radioactive Particles // Aerosol Science and Technology - 1997. Vol. 27. - pp. 381-393.

Л 1 /33 Kubasta J. Alpha spectrometric study of the mobility of Po ions in gases. /

дис.канд.физ.наук. // - Прага. -1999.

34 Максимов А.Ю., Котляров A.A. Измерение подвижности радиоактивных аэроионов в воздухе. // Приборы и техника эксперимента. - 2002. - №4. -с. 140-143.

35 J. Malet, N. Michielsen, D. Bouluad and A. Renoux. Mass transfer of diffusive species with nonconstant in laminar tube flow. Application to unattached shortlived radon daughters // Aerosol Science and Technology, Volume 32, 2000, -pp. 168-183.

36 Фукс H.A. Механика аэрозолей / H.A. Фукс // Издательство Академии Наук СССР, 1955-с. 9.

37 М.Н. Wilkening, M.Kawano, С. Lane, Radon Daughier Ions and their Relation to some Electrical Properties of the Atmosphere. Tellus 18(2), pp.679-683 (1966)

38 Сердюкова А.С. Изотопы радона и продукты их распада в природе / А.С. Сердюкова, Ю.Т. Капитанов // - М.:Атомиздат, 1975. - с. 49.

39 С. Busigin, A. Busigin, C.R.Phillips, The Chemical Fate of 218Po in Air. IN Proc.int.Conf. on Radiation Hazard in Nining, Golden, CO ed. M. Gomez (Society of Nining Engineers, Inc.) pp. 1043-1047 (1982)

40 H.M.-Y. Leung and C.R. Philips, The Electrical and Diffusive Properties of

о __

Unattached Po in Argon Gas. Radiathion Protection Dozimetry. Vol.18. No 1, pp.3-11, Nuclear Technology Publishing (1987)

41 Mesbah B, Fitzgerald В, Норке P.K, Pourprix M. A New Technique to Measure the Mobility Size of Ultrafme Radioactive Particles // Aerosol Science and Technology - 1997. Vol. 27. - pp. 381-393.

42 Максимов А.Ю, Котляров A.A. Измерение подвижности радиоактивных аэроионов в воздухе // Приборы и техника эксперимента. - 2002. - №4, -с. 140-143.

43 М. Fila and С. R. Phillips, Polonium-216 mobility measurements using a differential mobility analyzer. Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, University of Toronto, Toronto, Ontario, Canada, Available online 1 July 2003.

44 Mesbah B, Fitzgerald B, Hopke P.K, Pourprix M. A New Technique to Measure the Mobility Size of Ultrafme Radioactive Particles / Aerosol Science and Technology - 1997. Vol. 27. - pp. 381-393.

45 Максимов А.Ю., Котляров А.А. Измерение подвижности радиоактивных аэроионов в воздухе // Приборы и техника эксперимента. - 2002. - №4. -с. 140-143.

46 Афонин А.А., Котляров А.А., Максимов А.Ю. Установка для изучения процессов нейтрализации радиоактивных ионов в воздухе. // Приборы и техника эксперимента. - 2003. т.46, № 1, - с. 119-122.

47 Максимов А.Ю., Котляров А.А. Измерение подвижности радиоактивных аэроионов в воздухе // Приборы и техника эксперимента. - 2002. №4, -с. 140-143.

48 Mesbah В., Fitzgerald В., Норке Р.К., Pourprix М. A New Technique to Measure the Mobility Size of Ultrafme Radioactive Particles // Aerosol Science and Technology -1997. Vol. 27. - pp. 381-393.

49 J. Malet, N. Michielsen, D. Bouluad and A. Renoux. Mass transfer of diffusive species with nonconstant in laminar tube flow. Application to unattached shortlived radon daughters // Aerosol Science and Technology, Volume 32, 2000, -pp. 168-183.

50 A. El-Hussein and A.A. Ahmed. Unattached fraction and size distribution of aerozol-attached radon progeny in the open air // Applied Radiation and Isotopes, Volume 46, Issue 12, December 1995, - pp. 1393-1399.

51 Busigin A., van der Vooren A.W., Babcock J.C. Тне Nature of Unattached RaA (218Po) Particles // Health Physics. - 1981. Vol. 40. - pp. 333-343.

52 Рузер JI.C. О корреляции суммарной поверхности аэрозольных частиц и концентрации неприсоединенной активности ДПР радона // М.:Анри, -2007, №3. - с. 36-39.

53 Chamberlain А.С., Dyson E.D. The Dose to the Trachea and Bronch from the Decay Products of Radon and Thoron. // Brit.Radi., 1956, 29., - pp. 317.

54 Кириченко В.Н, Огородников Б.И, Иванов В.Д, Кирш А.А, Качикин В.И, Содержание субмикроскопических аэрозолей короткоживущих дочерних продуктов радона в рудничном воздухе. // М.: Гигиена и санитария, - 1964, №11, -с. 161-120.

55 Raabe D.G. Measurement of the Diffusion Coefficient of radon Decay Products. //Health phis. 1968, 37,-pp. 191.

56 Thomas J. W. A Stady of the 20filter Mathod for Radon-222. // Health Shysics, 1940, 18,-pp.113.

57 Kotrappa P, Mayya Y.S, Diffusion Coefficient to Unattached Decay Products of Thoron-Dependence of Ventilation and Relative Humidity. // Health Phisics, 1976, 31,-pp. 8.

58 Porstendofer J, Mereer T.T, Jufluence of Electric Charge and Humidity upon the Diffusion Coefficient of Radon Decay Products.// Health Phis, 1979, 37, -pp.191-199.

59 Busigin A, van der Vooren A.W, Babcock J.C. The Nature of Unattached RaA (218Po) Particles // Health Physics. - 1981. Vol. 40. - pp. 333-343.

60 Tokonami S. Determination of the Diffusion Coefficient of Unattached Radon Progeny with a Graded Screen Array at the EML Radon/Aerosol Chamber. // Radiation Protection Dosimetry. 199, v.81, №4, - pp.285-290.

61 А. А. Афонин, А. А. Котляров, А. Ю. Максимов Установка для изучения

218

характеристик переноса Ро в воздухе // Приборы и техника эксперимента. -2010, № 1, — с. 1-5.

62 Максимов А.Ю, Котляров А.А. Измерение подвижности радиоактивных аэроионов в воздухе. // М.: Приборы и техника эксперимента. - 2002. №4. -с. 140-143.

63 Porstendorfer J, Dankelmann V, Pagelkopf P. Neutralisation Processes and the Fraction of the Po-ions in Air. // The Eurosymposium on Protection Against Radon. Liege, 10-11 May 2001. Proceedings. - pp. 65-68

64 Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. / Под ред. Ф. Уорнера и Р. Харрисона. // М., Мир, 1999.

65 Рузер JI.C. Радиоактивные аэрозоли. / J1.C. Рузер // - М.: Энергоатомиздат, 2001.

66 Афонин A.A., Котляров A.A., Максимов А.Ю. Установка для изучения процессов нейтрализации радиоактивных ионов в воздухе. // Приборы и техника эксперимента, - 2003. №1. - с. 119-122.

67 Фукс, H.A. Механика аэрозолей / H.A. Фукс // — М.: Издательство Академии Наук СССР, 1955,-с. 175.

68 Максимов А.Ю., Котляров A.A. Измерение подвижности радиоактивных аэроионов в воздухе // М.: Приборы и техника эксперимента. - 2002. № 4. -с. 140-143.

69 Огородников Б.И. Свойства, поведение и мониторинг радона и торона и их дочерних продуктов в воздухе // М.: Атомная техника за рубежом. - 2001. №5.-с. 14-25.

70 Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. Под ред. Ф. Уорнера и Р. Харрисона // - М., Мир. - 1999.

71 Спурный, К. Аэрозоли. / К. Спурный, Ч. Йех, Б. Седлачек, О. Шторх // -М; Атомиздат. - 1964.

72 Афонин A.A., Котляров A.A., Максимов А.Ю., Мамедов Р.Ш. Моделирование переноса радиоактивных наночастиц ДПР торона в измерительной камере // Научная сессия МИФИ -2008. Сборник научных трудов. М.: МИФИ, 2008. Т.З. - с. 209-210.

73 Максимов, А.Ю. Селективный измеритель изотопов радона в различных средах: дис.физ.-мат.наук: 01.04.01 / Максимов Александр Юрьевич. // - М., 2003. 6-7,-с. 149-155.

74 Сорока С.А., Милевский B.C. Чудаков В.А. и др. Принципы построения эталонных радоновых камер. // АНРИ - №1. - 2006. - с. 34-37.

75 Кузнецов С.Ю, Кузнецов Ю.В, Неволина H.A. Новый способ получения водного концентрата радона -222 // АНРИ. - №2. - 2004. - с. 7-8.

76 Кузнецов С.Ю, Кузнецов Ю.В, Неволина H.A. Рабочий эталон объемной активности радона-222 в воде // АНРИ - №3. - 2005. - с. 41-42.

77 Прудкина, М.И. Справочник по радиометрической разведке и радиометрическому анализу / М.И. Прудкина, B.J1. Шашкин // - М, Энергоатомиздат. - 1984. - с. 62.

78 Малыгина Т.М. Комплект стандартных образцов объемной активности радона (222Rn) // АНРИ. - №4. - 2001. - с. 49-52.

79 Афонин A.A., Котляров A.A., Максимов А.Ю. Установка для изучения процессов нейтрализации радиоактивных ионов в воздухе // Приборы и техника эксперимента. - 2003. - №1. - с. 119-122.

80 РМГ 91-2009 Совместное использование понятий «ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ» И «НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ» // Москва. -2009.

81 Афонин A.A., Котляров A.A., Максимов А.Ю. Оптимизация режимов работы и конструкции камеры с электроосаждением для измерения объёмной активности 220Rn (торона) // Исследовано в России: электронный журнал. - 2010. - с. 637-645.

URL:http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2010/053 .pdf

82 Афонин A.A., Котляров, Огородников Б.И. A.A. Мониторинг объемных активностей радона и торона в помещениях объекта «Укрытие» Чернобыльской АЭС Всероссийская конференция «Девятые Пертряновские чтения» // Тезисы докладов. - М.: МГИУ. -2013.-е. 81-82.