Monitor radioaktywności w powietrzu w Lublinie

Monitoring skażenia promieniotwórczego w Lublinie

Detektory naszego układu monitorującego, zainstalowane są na dachu 10 piętrowego budynku IF UMCS. Rejestrują one kwanty promieniowania γ oraz cząstki naładowane promieniowania kosmicznego przenikające przez metalową obudowę detektora. Zasięg promieniowania γ w powietrzu wynosi od kilku do kilkuset metrów (zależnie od jego energii). Do naszego monitora dociera więc promieniowanie γ nawet z odległych źródeł. W warunkach naturalnych najbliższe z nich to naturalne radionuklidy znajdujące się:

  • w powietrzu w aerozolach, a więc pochodzące z gleby (pyły), spalania węgla (dymy), parującej wody oraz z rozpadu gazowego Rn-222;
  • w materiałach budowlanych dachów i ścian najbliższych budynków.

W obydwu przypadkach promieniowanie γ o największym natężeniu pochodzi z rozpadu, wszechobecnego w skorupie ziemskiej, izotopu K-40 i radionuklidów takich, jak Ra-226, Pb-214, Bi-214, Po-208, należących do szeregów promieniotwórczych U i Th. Każdy z nich emituje promieniowanie γ o charakterystycznej energii i określonym stosunku natężeń, co pozwala identyfikować radionuklidy i ich aktywność na podstawie pomiaru zależności liczby kwantów zarejestrowanych przez detektor od ich energii, nazywanej widmem energetycznym danego promieniowania. Nasz układ pomiarowy mierzy moc dawki (w μSv/h, 1 μSv/h odpowiada dawce 8.77 mSv/rok) i widmo energetyczne promieniowania γ w zakresie energii ok. 50-3400 keV. Po każdym pomiarze wyznaczane są:

  • moc dawki promieniowania na podstawie liczby cząstek rejestrowanych przez kalibrowane liczniki Geigera-Müllera,
  • liczbę wszystkich cząstek zarejestrowanych przez detektor scyntylacyjny i jej procentowe zmiany względem wartości średniej;
  • procentowe zmiany względem wartości średnich liczb kwantów γ o wybranych energiach charakterystycznych dla izotopów: K-40 (1461 keV), Bi-214 (1764 keV) i Tl-208 (2615 keV);
  • procentowe zmiany, względem wartości średniej, liczby zarejestrowanych cząstek wtórnego promieniowania kosmicznego (e, μ, γ i innych), które przekazują detektorowi energię większą niż 2850 keV;
  • liczby kwantów γ o energiach charakterystycznych dla izotopów I-131 (365 keV) i Cs-137 (662 keV) pochodzących od ewentualnych skażeń promieniotwórczych w powietrzu oraz zmiany tych liczb z pomiaru na pomiar.

Uzyskane wyniki przesyłane są do serwera internetowego UMCS. Wyniki z kolejnych przedziałów godzinowych przedstawiane są na wykresach obejmujących 7 dób, a z przedziałów dobowych, na wykresach 30 dobowych. Wcześniejsze dane w dowolnie wybranej konfiguracji czasowej są dostępne w części Radioaktywność - dane archiwalne. Pod każdym wykresem, zamieszczona jest tabela, w której podane są ostatnie dane i ich porównanie z odpowiednią wartością średnią (7 lub 30 dobową).

Zaznaczony na wykresach Moc dawki promieniowania (z licznika Geigera-Müllera) oraz Liczba zliczeń detektora scyntylacyjnego NaI(Tl) poziom średni (zielona linia) ustalany jest na podstawie danych z wcześniejszych rocznych pomiarów. Poziom anomalny, zaznaczony linią czerwoną, jest poziomem umownym oznaczającym moc dawki i całkowitą liczbę zliczeń w ciągu 1 godziny przy wzroście mocy dawki promieniowania γ do 0,114 μSv/h (wartość wynikająca z rocznej dawki dopuszczalnej 1 mSv/rok). Niewielkie i krótkotrwałe przekroczenie poziomu anomalnego w wyniku procesów naturalnych nie oznacza jeszcze przekroczenia dawki dopuszczalnej. Dopiero przekroczenie poziomu anomalnego przez roczny poziom średni świadczy o przekroczeniu tej dawki.

Naturalne fluktuacje całkowitej liczby zliczeń (natężenia monitorowanego promieniowania), tylko sporadycznie przekraczają ten poziom. Największe z nich związane są z fluktuacjami natężenia promieniowania γ Bi-214 (i Pb-214), które w pomiarach godzinnych mogą wzrastać nawet o kilkaset procent. Występują one głównie latem w czasie opadów deszczu po dłuższych okresach suchych. Jest to spowodowane wychwytywaniem przez krople deszczu aerozoli zawierających produkty rozpadu Rn-222 z wyższych warstw powietrza i przenoszeniem ich w obszar detektora.

Po zarejestrowaniu anomalnego wzrostu mocy dawki oraz całkowitej liczby zliczeń, nawet tylko w pojedynczym godzinnym pomiarze, w miejsce informacji NIE WYKRYTO SKAŻENIA generowany jest ostrzegawczy napis PODWYŻSZONY POZIOM PROMIENIOWANIA. Równoczesne wykrycie monitorowanych kwantów γ o energii 365 keV (I-131) lub 662 keV (Cs-137) interpretowane jest jako skażenie promieniotwórcze powietrza w otoczeniu detektora produktami rozszczepienia ciężkich jąder atomowych (następstwa awarii reaktorów jądrowych, wybuchów jądrowych itp.). Informuje o tym ostrzeżenie WYKRYTO SKAŻENIE PROMIENIOTWÓRCZE oraz pojawienie się w tabeli Skażenie promieniotwórcze powietrza liczby zarejestrowanych kwantów γ wykrytego radionuklidu oraz jej procentowej zmiany od poprzedniego pomiaru, które świadczą o stopniu skażenia i dynamice jego zmian.