CC BY
15
1К1 Инженерный вестник Дона. №1 (2018) Н| ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/nly2018/4787
Снижение эксхаляции дочерних продуктов радона из строительных материалов в воздух жилых помещений
Л.И. Хорзова, О.А.Быкадорова Волгоградский государственный технический университет, г.Волгоград
Аннотация: Рассмотрен вопрос снижение эксхаляции дочерних продуктов радона из строительных материалов в воздух жилых помещений. Приведены характеристики материалов, полученных с использованием радиационной технологии. Ключевые слова: радон, эксхаляция, эквивалентная доза, объемная активность, эманиро-вание радона, проницаемость, полимеры, строительные материалы, гамма фон, радон, радионуклиды, альфа-частицы.
Накопление радона в жилых помещениях является весьма актуальной проблемой и привлекает внимание специалистов в развитых странах мира. Исследования показали, что дочерние продукты распада радона, попадая в организм человека интенсивно его облучают. Тем самым вызывая серьезные заболевания - рак лёгких, рак молочной железы и т.д. Люди, как правило даже не замечают этого излучения. Основными источниками поступления радона в жилой дом являются строительные материалы и почва (рис.1) [1; 2].
Поступление радона в среднестатистический стандартный жилой дом
45 40 35 30
т 25
*
| 20
III
15 10 5 О
Рис.1. Поступление радона в среднестатистический стандартный жилой дом
подстилающий строительные наружный воздух природный газ вода
грунт материалы
Установлено, что появление злокачественных опухолей зависит от дозы облучения[3;4].
Величина объемной активности радона в разных странах отличается в десятки раз, так в одних странах объемная активность радона зарегистрирована на уровне 300 Бк/м3, в других - 20 000 Бк/м3 [1]. Принятые критерии защитных мероприятий в существующих зданиях в разных странах мира существенно отличаются друг от друга [3].
Так, в США защитные мероприятия считаются необходимыми при среднегодовой эквивалентной равновесной объемной активности дочерних продуктов радона более 190 Бк/м , в Канаде [3] необходимость защитных ме-
33
роприятий установлена при 550 Бк/м , в Швеции [4]-400 Бк/м .
В среднемировой эффективной эквивалентной дозе облучения человека естественными радионуклидами 2,4 мЗв/год доза облучения короткоживу-щими продуктами распада 222Rn составляет 1,1 мЗв/год, а долгоживущими в цепочке 210PW210Bi^210Po - 0,12мЗв/год [2].
Объемная активность дочерних продуктов радона в воздухе жилых помещений зависит от многих факторов, но основной вклад в объемную активность радона вносят строительные конструкции помещений и эманирование радона из почвы [5;6].
Дочерние продукты радона имеют, в основном, а- излучение с энергией - 4,7 МэВ [7]. Пробег альфа-частиц в воздухе описывается соотношением:
Ra = к Е3/2, (1)
где Ra - пробег, см; к - численный коэффициент, зависящий от температуры и давления; Е - энергия a-частиц, МэВ.
При температуре 15 °С и давлении 760 мм рт.ст. к = 0,318, т.е.
Ra=0,318VE7 ,см. (2)
В любом другом веществе пробег с точностью ± 15% подсчитывается по формуле:
ЯсТ—л/АЕ3, см, (3)
р
3
где: А - атомный вес материала: р- плотность, г/см .
Следует отметить, что в биологической ткани (р= 0,95 г/см ) пробег а-частиц с энергией 4,7 Мэ В составляет 40 мкм.
Поэтому любые покрытия строительных конструкции помещений могут быть использованы для защиты от эксхаляция дочерних продуктов радона, которые выделяются из строительных материалов и конструкций поме-щений[8].
Основными мероприятиями по снижению активности дочерних продуктов радона в помещении является отказ от использования в строительстве зданий материалов с аномально высокой удельной активностью радона и
226т-)
применение в качестве отделочных материалов плохо проницаемые для Яа [8].
Поэтому исследование строительных материалов и сырья на содержание в них 226Яа является актуальной и необходимой задачей.
Были исследованы группы полимерных материалов, выполненных по разным технологиям [9]. На основе различных полимеров можно получить разнообразные материалы: пленки, листы, рулонные и вспененные, плиты, водонепроницаемые, коррозионностойкие, негорючие и др. изоляционные и отделочные материалы. Эти материалы обладают рядом ценных физико-механических в том числе средняя плотность их может колебаться в пределах от 10 до 2000 кг/м , прочность может достигать до 200 МПа и более. Эти и другие свойства характеризуют полимерные материалы как универсальные.
Полимерные материалы могут производиться двумя способами: термохимическим и радиационно-химическим. В настоящее время более распро-
1К1 Инженерный вестник Дона. №1 (2018) Н| ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/nly2018/4787
странен термохимический способ производства. Однако он имеет существенный недостаток - неполная степень конверсии полимеров. Этот недостаток приводит в ряде случаев к повышенным химическим показателям в материале.
При радиационно-химическом способе производства конверсия полимеров при их отвердении практически полная, а затраты энергии на производство единицы продукции - значительно меньше [10], чем при термохимическом способе.
Исследованные нами основные физико-механические и радиационные показатели разработанных радиационно-модифицированных материалов (см. таблицу 1) позволили сделать вывод, что эти материалы могут быть конкурентоспособными для использования в качестве отделочных материалов для снижения объемной активности радона в помещениях а также для снижения гамма фона помещения, так как эффективные удельные активности таких материалов в 10-15 раз ниже традиционных строительных материалов. [11]
Таблица 1
Характеристики материалов, полученных с использованием радиаци-
онной технологии
Характеристика Радиационно-модифицированные Многоцветные плитки с радиа-цион-ноотвержденным лаковым покрытием
волокни- Мрамо- на основе на основе реак-
стые пли- ро- термопластов то-пластов с на-
ты видные с наполните- полнителем
гипсопо- лем (20:80) (20:80)
ли-
мерные
плиты
Размеры (длина, ширина, толщина), мм 2500x1200 х4:20 600х400х 10:15 300x300x3 150x150x3 300x300x3 150x150x3
Плотность, кг/м3 1100-1200 18002100 2000-2100 1900-2000
Содержание полимера, % 18-25 10-15 15-20 15-20
Предел прочности:
при изгибе, МПа 40-50 25-35 40-45 15-20
при сжатии, МПа 100-120 60-10
Эффективная удельная активность, Бк/кг 6,4-8,8 1,8-5,4 18,4-20,2 18,4-20,2
Литература
1. Mabuchi K., Land Ch. E., Akiba S. Radiation, Smoking and Lung Cancer // RERF Update, 1991. Vol. 3, N 4. pp. 7-8.
210
2. Зорина Л.В., Стасов В.В., Бураева Е.А. Техногенный PB в атмосфере промышленного центра в холодный период года // Инженерный Вестник Дона, 2008, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2008/76
3. US Radiation Policy Council (FRL-1527-1) Notice of Inguiry //Federal Register. 1980. Vol. 45. N 126. pp. 4-508.
4. Stranden E., Berteid L. Radon in Dwelling and Influencing factors // Health Phys. 1980. Vol. pp. 275-284.
5. Крисюк Э.М. Радиационный фон помещений. М.: Энергоатомиздат, 1989. -120 с.
6. Стасов В.В., Зорина Л.В., Морозов А.Н., Бураева Е.А. Исследование связи радионуклидного состава почвенных фракций и атмосферных аэрозолей // Инженерный Вестник Дона, 2007, №2 URL: iv-don.ru/ru/magazine/archive/n2y2007/29
7. Nazaroff W.W. An Improved Technique for Measuring Working Levels of Radon Daughters in Residences // Health Phys. 1980. Vol. 39. P. 683.
8. Хорзова Л.И. Методология радиационного контроля в строительной индустрии и управления снижением дозовых нагрузок населения: дис. ... канд. тех. наук: 05.14.16. Волгоград, 2000. 244 с.
9. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Твердое тело и полимеры. Прикладные аспекты. М.: Наука, 1987. - 446 с.
10.Козлов Ю.Д., Хорзова Л.И. Российские высокие энергосберегающие технологии в индустрии. // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды. Материалы Международной конференции. 2002. С. 34-38.
11.Wadach J.B., Clarke W.A., Nitschke L.A. Testing of Inexpensive Radon Migration Techigues in New-York State Houmes // Ibil. 1984. Vol. 47. P. 205.
References
1. Mabuchi K., Land Ch. E., Akiba S. Radiation, Smoking and Lung Cancer RERF Update, 1991. Vol. 3, N 4. pp. 7-8.
2. Zorina L.V., Stasov V.V., Buraeva E.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2008, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2008/76
3. US Radiation Policy Council (FRL-1527-1) Notice of Inguiry Federal Register. 1980. Vol. 45. N 126. pp. 4-508.
4. Stranden E., Berteid L. Radon in Dwelling and Influencing factors Health Phys. 1980. Vol. pp. 275-284.
5. Krisjuk Je.M. Radiacionnyj fon pomeshhenij [Radiation background of premises], M.: Jenergoatomizdat, 1989.120 p.
6. Stasov V.V., Zorina L.V., Morozov A.N., Buraeva E.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2007, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2007/29
7. Nazaroff W.W. An Improved Technique for Measuring Working Levels of Radon Daughters in Residences Health Phys. 1980. Vol. 39. P. 683.
8. Horzova L.I. Metodologija radiacionnogo kontrolja v stroitel'noj industrii i upravlenija snizheniem dozovyh nagruzok naselenija:[Methodology of radiation control in the construction industry and management of the reduction of dose loads of the population] dis. ... kand. teh. nauk: 05.14.16. Volgograd, 2000. 244 p.
9. Pikaev A.K. Sovremennaja radiacionnaja himija. Tverdoe telo i polimery. Prikladnye aspekty [Modern radiation chemistry. Solid body and polymers. Applied aspects]. M.: Nauka, 1987. 446 p.
10.Kozlov Ju.D., Horzova L.I. Kachestvo vnutrennego vozduha i okruzha-jushhej sredy. Materialy Mezhdunarodnoj konferencii (Quality of indoor air and environment. Materials of the International Conference). 2002. pp. 34-38.
11.Wadach J.B., Clarke W.A., Nitschke L.A. Testing of Inexpensive Radon Migration Techigues in New-York State Houmes Ibil. 1984. Vol. 47. P. 205.
