radioactivitatea mediului1

7/27/2019 Radioactivitatea mediului1

1/23

Radioactivitatea mediului

inconjurator

- notiuni de radioactivitate

- sursele radioactivitatii naturale

-masurarea radioactivitatii mediului


2/23

Radioactivitea Un nuclid poate fi definit ca fiind un atom avnd un anumit numrde protoni i de neutroni

n nucleul su. Suma dintre numrul de protoni Z i numrul de neutroni N reprezint

numrul de mas A al nuclidului.

Nuclizii pot fi stabili sau instabili. Nuclizii instabili (radionuclizii) au proprietatea de a se

dezintegra, trecnd n nuclee stabile sau instabile, cu numr de mas de obicei diferit,

diferena de masregsindu-se sub form de energie.

Radioactivitatea reprezint fenomenul de emisie spontan de particule subatomice i/sau radiaiielectromagnetice de ctre radionuclizi.

Radiatiile nucleare se numesc si radiatii ionizante, datoritproprietii principale a lor: prin interacia

cu substana pe care o strbat, ele produc direct sau indirect ionizarea acesteia.

- fasciculele de particule ncrcate electric (electroni, protoni) produc ionizarea direct a

substanei pe care o strbat;

- fasciculele de particule neutre electric (neutroni, fotoni) produc ionizarea indirecta substanei

strbtute.


3/23

Radioactivitea

Materialele care emit radiatii nucleare sunt numite materiale radioactive.

Radioactivitatea

natural - fiind proprietatea nucleelor de a se dezintegra spontan prin emisia unor radiatii

de tip , , , X,

artificial, n laborator, prin bombardarea unor nuclee stabilecu neutroni sau alte particule.

Radiatiile sunt particule ncrcate pozitiv si sunt emise de ctre uraniu, radiu sau de o serie de

elemente artificiale;

au o putere de penetrare foarte sczut, dar dac totusi sunt absorbite de corpul uman elepot fi mult mai duntoare dect alte tipuri de radiatii.


4/23

Radioactivitea

Radiatiile

reprezint cei mai rapizi electroni;

sunt mai mici dect particulele alfa;

au putere de penetrare mai mare dect particulele Radiatiile X

sunt radiatii fotonice;

au o putere mare de penetrare;

sunt utilizate n medicin pentru diagnosticri datorit capacittii lor de a penetra corpul

umanRadiatiile sunt radiatii fotonice

au o putere de penetrare mai mare dect a radiatiilor X.

sunt utilizate nmedicin n tratamentul cancerului i au

Neutronii

sunt particule neutre electric

sunt cele mai penetrante particule eliberate n timpul ciocnirilor atomilor cu particulele deenergie nalt n timpul fisiunii nucleare.


5/23

Mrimea msurat Definitie Sistemulvechi de

msur

Sistemul noude msur

Sursa de radioactivitateemite radiatii: activitatea

Numrul dedezintegrari pe secunda

Curie (Ci) Becquerel (Bq)

1 Ci=3,7 E+10 Bq

O parte din radiatii suntabsorbite de corpul uman:doza absorbit

Cantitatea de energieprimit pe unitatea demas iradiant

Rad Gray (Gy)1 Gy=100 rad

Numai o parte din radiatiiau efect asupraorganismului: echivalentuldozei

Efectul radiaiilorasupra organismului

Rem Sievert (Sv)1 Sv = 100 rem


6/23

Radioactivitea mediului

- radiatia cosmica

- serii radioactive naturale

- surse artificiale de iradiere.


7/23

Radiaia cosmic

Radiaia cosmic este radiaia de natur corpuscular sau

electromagneticprovenit direct din spaiul cosmic (radiaiecosmic

primar) sau din interaciunile acesteia cu particulele din atmosfer

(radiaiecosmicsecundar)

Radiaia cosmic primar este format ndeosebi din protoni i din

alte nuclee atomice, precum i din alte particule avnd ca origineprocesele interstelare, unde particulele dobndesc energii uriae (pn

la 1019 MeV).

Radiaiacosmicsecundarconine ndeosebi particule elementare:

- stabile (electroni, pozitroni, etc)

- instabile (mezoni, hiperoni, etc).


8/23

Serii radioactive naturale


9/23



10/23



11/23



12/23

Majoritatea nuclizilor existeni n natur apar n mediul nconjurtor nconcentraii extrem de sczute. Se presupune c unii dintre acetia au fost creaiodat cu Pmntul, acum cca. 3x109 ani radionucliziprii primordiali(timp de njumtire att de lung, nct activitatea rezidual poate fi detectatin prezent)

Prezena unei substane radioactive poate fi detectat de-a lungul a aproximativ10 perioade de njumtire. Aceasta nseamnc radionuclizii primordiali cu

ani (sau maipuin) nu mai pot fi gsi n prezent pe Pmnt.

Pe lng radionuclizii naturali iproduii lor de dezintegrare (considerai nmod obinuit radionuclizi primordiali sau de origine terestr), n mediul

nconjurtorexisti unii radionuclizi de origine extraterestr, cunoscui caradionuclizi cosmogeni ( ex. 3H, 17Be i14C sunt radionuclizi ce apar continuun urma interacieiradiaiei cosmice cu unii atomiprezeni n atmosfer )

921 103,0 T


13/23

Radionuclizi primordiali originari si o serie din proprietile lor

RadionuclidSimbol Z A

Tip de dezintegrare(tranziie )

Energia de dezintegrare,MeV

K 19 40 -, CE* 1,3 (-), 1,5 (CE)Se 34 82 -, + 3,0

Rb 37 87 - 0,3

Cd 48 113 - 0,3In 49 115 - 0,5

La 57 138 -, CE 1,0 (-), 1,75 (CE)Nd 60 144 1,9

Sm 62 147 2,3Sm 62 148 1,99

Gd 64 152 2,2

Lu 71 176 -, 0,6

Hf 72 174 2,5

Re 75 187 - 0,003

Pt 78 190 3,24

Th 90 232 4,08U 92 235 4,68

U 92 238 4,27*CE: captur electronic

Cel mai important caz este cel al potasiului ce conine izotopul radioactiv 40K ntr-oproporiede 0,0117% n amestecul natural, Acest radionuclid este principala surs de iradiere intern

prezent n organismul uman n mod natural (estimat la o valoare medie de 4,4 kBq).


14/23

Concentraia medie a radionuclizilor primordiali n scoara terestr

este foarte mic, dar ea poate varia seminificativ dintr-un loc n altul.

Sunt puine zonele n care doza de radiaiiprovenit din activitatea

solului depete doza maximadmis ( aceste cazuri sunt extrem deimportante)

Radionuclizii primordiali i produii lor de dezintegrare vor fi

prezeni n diferite probe de mediu (biologice, hidrologice, geologice

etc.) precum i n depuneri de praf, ape de splare, precipitaii,

sedimente, probe biologice etc.

Concentraiile radionuclizilor n oceane i mri sunt extrem de

sczute, pe de o parte datorit proceselor de sedimentare, iar pe de altparte datorit diluiei n volum uria de ap. De exemplu,

concentraiile medii ale 40Ki uraniului total sunt de 0,35 g/l (11Bq/l),

respectiv 3g/l (36 mBq/l).


15/23

Expunerea pe termen lung la concentraii crescute ale radonului cretedeosebit de mult apariia cancerului pulmonar.

Din punct de vedere chimic, radonul este un gaz nobil, fiind similarheliului sau neonului; ca i acestea, el este incolori inodor.

Exist trei izotropi naturali ai elementului radioactiv radon:

219Rn (cu denumirea de action), 220Rn (toron) i222Rn (radon).

Primul radioizotrop este puin semnificativ i contribuia sa poate fiignorat total, mai ales cprintele lui, 235U este un radionuclid relativ rarrspndit; n plus timpul de njumtire al 219Rn este foarte mic (4s),fcndu-l s se dezintegreze practic nainte de aprsi locul su de origine.

Chiar dac abundena 232Th, precursorul 220Rn n scoara terestr esteinferioar celui a 238U (printele seriei din care provine 222Rn), viteza mediede producere a celor doi izotropi ai radonului este practic aceeai.Cantitatea de 220Rn care apare n mediul nconjurtoreste considerabil mai

mic dect cea de222

Rn.


16/23

222Rn este produsul direct de dezintegrare al 226Ra, al cincilea

radionuclid fiic al 238U. Imediat dup ce 222Rn apare, el poatemigra n rocile/solul din jurul materialului de origine, n ap sauaer. Radonul se descompune apoi ntr-o serie de radionuclizisolizi, cu timpul de njumtire mai mic, cunoscui sub denumirilecolective de radionuclizi fiice ale radonului,

n apele de suprafa, 222Rn apare de obicei n concentraii maimari (10200Bq/l), mai ales la adncime; cu toate acestea,

precursorul su (226Ra), apare n concentraii cu mult mai sczute.

Transferul radionuclizilor de origine terestr n hidrosfer depinde

n bun msur de proprietile fizice i chimice ale sistemului

roc/sol/ap/atmosfer.


17/23

Nu toi atomii de radon care penetreaz prin poriiparticulelor de sol vor ajunge liberi n atmosfer; doar oparte din radonul produs va ajunge la suprafaa solului prin

intermediul proceselor de difuzie sau convecie. n general,procesele de difuzie molecular reprezint o micarespontan a unui component, astfel nct s se stabileasc oconcentraie uniform a respectivului component ntr-unmediu considerat nchis. Ca rezultat al agitaiei termice,moleculele unui gaz se mic n mod constant n toatedireciile; numrul de molecule ce se mic n orice direcie

dat, ntr-un anumit punct, este proporional cu numrul demolecule prezente per unitatea de volum. Aceasta setranspune ntr-un transfer net al moleculelor ctre

regiunea cu cea mai sczutconcentraie.


18/23

Pe de alt parte, migrarea atomilor de 222Rn cauzat de ctreforele deconvecie depinde de diferenele de presiune aprute ca urmare acondiiilormeteorologice, care variaz n timp i care nu pot fi prezisecu exactitate.

De obicei, procesele de difuzie le domin pe cele de convecie ncadrul mecanismului prin care radonulprsetesuprafaapmntuluii intr n atmosfer. Fluctuaiileconcentraiilorradonului n exterior

depind de locul geografic, sezon, nlimea fa de sol i situaiameteorologic la un moment dat. ntruct singura surs de radon estesolul i cum acesta are un timp de njumtire fizic sczut,concentraia sa este aproximativ constant i scade cu altitudinea.Poziionareageografic este, de asemenea, important, n unele zone

(precum insulele sau regiunile arctice) unde este maipuin sol capabils emit radon dect n regiunile continental temperate; din acestmotiv concentraiaexterioar a radonului este foarte sczut.


19/23

Pentru evaluarea riscului radiologic datorat inhalrii radonului i produilor si de

dezintegrare, concentraia radonulu i n in ter iorullocuinelor este cu mult mai important

dect cea exterioar. n interiorul locuinelor, radonul provine din diferite surse precum solul

i rocile de sub cldiri, materialele de construcii,alimentrile cu api gaze naturale, aerul

din exterior.


20/23


21/23

Masurarea radioactivitatii mediului

Msurarea beta global a probelor de mediu se realizeaz ndou etape:

msurare imediat a probelor de mediu, care are drept scopdetectarea rapid a oricrorcreteri semnificative ale nivelelor deradioactivitate a mediului

msurare ntrziat, la 5 zile de la colectarea probelor, n scopul

determinrii nivelului global al radioactivitii artificiale dinmediu. Se realizeaza compararea vitezei de numrare a impulsurilor

generate in detector de o proba, cu viteza de numrare aimpulsurilor generate in detector de o sursa etalon de activitatecunoscuta. Compararea este corecta deoarece pentru un detectordat, o geometrie de msurare neschimbata (aceeai forma,suprafaa activa si distanta fata de detector pentru proba si sursa deetalonare) exista aceeai probabilitate de producere a unui impulsatt pentru proba de msurat, cit si pentru sursa etalon.


22/23

Masurarea radioactivitatii mediului

Spectrometrie probe de aerosoli atmosferici, depuneri , sol, vegetaie si apa de suprafaa (ruri)sunt colectate si analizate lunar prin spectrometrie gamma, crendu-se o banca dedate ce cuprinde valori lunare si anuale ale concentraiilorradioizotopilor naturalisi artificiali pentru probe de mediu, pe ntreg teritoriu al tarii.

Spectrometria ofera rezultate cantitative pentru toti izotopii care emit gamma,natural sau artificial, intr-o singura masuratoare. Sursele radioactive emit fotoni alcaror spectru energetic difera de la un izotop la altul, unele fiind monoenergetice,cum e cazul 137Cs, majoritatea avand insa un spectru energetic complex . Spectrelede amplitudine, obtinute de la surse ce emit fotoni gamma de diferite energii, secomplica in mod corespunzator: ele apar ca o suma de spectre de amplitudini alerazelor gamma monoenergetice, de energii diferite, luate cu ponderi ce depind de

probabilitatile relative de tranzitie ale razelor gamma respective si de eficacitateadetectorului la energiile corespunzatoare.

Un spectru complex apare si in cazul unui amestec de izotopi radioactivi. Analizaunui astfel de spectru permite identificarea izotopilor constituenti si continutul lorin amestec.


23/23

Surse artificiale de iradiereCentrale atomo- electrice reactoare nucleare

teste nucleare

Exist trei tipuri de radiaii care sunt emise n timpul unui accident

nuclear:afla, beta i gamma:

Radiaiile alfa i beta sunt cele mai puin periculoase, ele putnd fioprite de o coal de hrtie, respectiv una de aluminiu. Dei nu trec de

piele, acesteaprezinttotui riscuri dac sunt ingerate.

Radiaiile gamma sunt cele mai pericolase, ele putnd fi oprite doarde un perete de beton sau de cantiti mari de ap.

radioactivitatea mediului1

Documents