Nejvýznamnější zdroje radioaktivity v přírodě a jejich výskyt

Přírodní ozáření je způsobeno dvěma odlišnými přírodními zdroji záření: kosmickým zářením dopadajícím na Zemi z vesmíru a přírodními radionuklidy, které se vyskytují v našem životním prostředí.

Přírodní radionuklidy

Přírodní radionuklidy se dají podle původu rozdělit do tří skupin:

• Kosmogenní radionuklidy, které vznikají průběžně jadernými reakcemi při interakci kosmického záření se stabilními prvky zejména ve vnějším obalu země.
• Původní primordiální radionuklidy, které vznikly v raných stádiích vesmíru a díky velmi dlouhému poločasu přeměny (> 10⁸ roků) se dosud vyskytují na Zemi ve významném množství (např. ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th, ⁴⁰K…).
• Radionuklidy vznikající sekundárně, z původních radionuklidů tvořících přeměnové řady.

Ze čtyř možných přeměnových řad uran-radiové, thoriové, aktiniové a neptuniové se v přírodě setkáváme pouze s prvními třemi (Kolektiv autorů, 2000).

Přeměnové řady

Obr.1.4.1. rozpadové řady thoria ²³²Th a uranu ²³⁵U a ²³⁸U. nedokončen! radionuklidů.

V těchto rozpadových řadách je ustavena tzv. - její součástí je radium ²²⁶Ra - na obr. na obrázku vlevo nahoře). uranu-235 je aktinium ²²⁷Ac.

Čtěte také: Vliv Energie na Přírodu

• 232Th ® 6 a + 4 b + 208Pb
• 238U ® 8 a + 6 b + 206Pb
• 235U ® 7 a + 4 b + 207Pb
• 237Np ® 7 a + 4 b + 209Bi

Aktivita a dávka záření

Jako u každého fyzikálního jevu, který chceme kvantifikovat, je nutno i u radioaktivity stanovit veličiny a jednotky, ve kterých budeme měřit její "sílu", "intenzitu" či velikost. Příslušná veličina se nazývá aktivita (zářiče, preparátu či obecně množiny jader) a je definována jako počet jader, který se přeměňuje za jednotku času, nebo ekvivalentně jako úbytek počtu jader (dosud nepřeměněných) za jednotku času.

Aktivita radionuklidu není veličina konstantní, ale klesá s časem, jak se původní jádra postupně rozpadají. kde N(t) je počet dosud nepřeměněných jader v daném čase t. Této aktivitě je pak úměrný i počet emitovaných částic za jednotku času, tj.

Tato jednotka byla na počest francouzského průkopníka v oblasti radioaktivity Henri Becquerela nazvána 1 Becquerel: 1 Bq = 1rozpad / 1sekundu (v průměru*). A její dekadické násobky: kilo becquerel (1 kBq = 10³ Bq), mega becquerel (1 MBq = 10⁶ Bq), giga becquerel (1 GBq = 10⁹ Bq).

Podle druhu látky, kterou měříme, je aktivita vztažena k další jednotce např.

Absorbovaná dávka (zkráceně jen "dávka") D je energie ionizujícího záření absorbovaná v daném místě ozařované látky na jednotku hmotnosti. kde dE je střední energie ionizujícího záření, absorbovaná v objemovém elementu látky a Dm je hmotnost tohoto objemového elementu. Jelikož převážná část absorbované energie se v konečném důsledku mění na teplo, charakterizuje nám absorbovaná dávka i množství předané tepelné energie - zahřátí ozařovaného materiálu.

Čtěte také: Které zdroje energie jsou nejméně škodlivé?

Regulace ozáření z přírodních zdrojů v ČR

Regulace ozáření z přírodních zdrojů záření má v ČR dlouhou historii, první požadavky byly stanoveny pro pracovníky uranového průmyslu vyhláškou č. 59/1972 Sb.

Ozáření obyvatel z nově vyráběných stavebních materiálů a v nově postavených budovách je regulováno již od roku 1991, tehdy vyhláškou č. 76/1991 Sb.

Atomový zákon č. 18/1997 Sb., přinesl první ucelený systém požadavků na regulaci přírodního ozáření pracovníků i jedinců z obyvatelstva.

Od ledna roku 2017 je v České republice účinný nový atomový zákon, publikovaný pod č. 263/2016 Sb. a jeho prováděcí předpisy, které přinesly v oblasti radiační ochrany nové změny týkající se regulace ozáření fyzických osob z přírodních zdrojů záření.

Z působnosti atomového zákona je výslovně vyjmuta např. problematika obsahu přírodních radionuklidů v pitné vodě určené k individuálnímu zásobování, konzumace minerální vody a také ozáření z přírodního pozadí.

Čtěte také: Význam obnovitelné energie

Expoziční situace

Atomový zákon definuje tři expoziční situace (dále jen ES): plánované, nehodové a existující.

• Plánované ES jsou takové, kde radiační může být plánována dříve, než dojde k expozici, a kde velikost a rozsah expozice lze rozumně předpovědět, a je spojena se záměrným využíváním zdroje ionizujícího záření, např. používáním umělých, méně často přírodních zdrojů ionizujícího záření ve zdravotnictví nebo v průmyslu.
• Nehodová ES je neočekávaná situace, která může nastat při plánované ES nebo být vyvolána svévolným činem, a vyžaduje přijetí okamžitých opatření k odvrácení nebo omezení důsledků, např.
• Existující ES je situace, která existuje již v době, kdy se rozhoduje o její regulaci, včetně dlouhodobě trvajícího následku nehodové ES nebo ukončené činnosti v rámci plánované ES, např. radon v budovách nebo na pracovištích.

Referenční úrovně

Referenční úroveň je úroveň ozáření v nehodové expoziční situaci nebo v existující expoziční situaci, kterou je nežádoucí překročit; snížením úrovně ozáření nebo rizika ozáření na referenční úroveň nelze mít optimalizaci radiační ochrany za docílenou. Limity (hranice) jsou hodnoty, při jejichž plnění je výkon činnosti považován za bezpečný.

Pro obsah přírodních radionuklidů v pitné vodě dodávané pro veřejnou potřebu a ve vodě balené jsou stanoveny referenční úroveň objemové aktivity 100 Bq/l.

Nejvyšší přípustná hodnota objemové aktivity radonu je 300 Bq/l a referenční úroveň indikativní dávky z příjmu ostatních přírodních radionuklidů vyskytujících se ve vodě (s výjimkou tritia, draslíku 40, radonu a krátkodobých produktů jeho přeměny) 1 mSv/rok.

Radonový program

Radonový program, tento název se používá pro národní radonovou strategii pro regulaci ozáření obyvatel z radonu. V současné době je v platnosti nový Národní akční plán pro regulaci ozáření z radonu („RANAP“) který navazuje na předchozí programy stanovené pro období 2010-2019 a období 2000-2009.

Zahrnuje zejména informování veřejnosti o zdravotních rizicích vyplývajících z expozice radonem, národní strategii a opatření pro řízení expozice radonem v domácnostech, na pracovištích a v budovách veřejného zájmu.

RANAP byl zpracován v souladu s požadavky SMĚRNICE RADY 2013/59/EURATOM ze dne 5. prosince 2013, kterou se stanoví základní bezpečnostní standardy ochrany před nebezpečím vystavení ionizujícímu záření, v souladu MAAE (...

Ochrana před radioaktivitou

Pro sběr, uchovávání, ani další nakládání s přírodními radioaktivními nerosty není třeba žádné povolení. Je však nutné zachovávat běžnou hygienu a další postupy ochrany zdraví a životního prostředí.

• Jednotky, ve kterých se měří radioaktivita, jsou pro laika poměrně nepřehledné. Nejčastěji je hledán vztah mezi sieverty a becquerely.
• Sievert (Sv) je jednotka ekvivalentní dávky, což znamená, že se používá k vyjádření biologického účinku ionizujícího záření na živé organismy.

Sievert bere v úvahu jak druh ionizujícího záření, tak také citlivost různých tkání a orgánů v lidském těle na tento druh záření. Becquerel (Bq) je jednotka aktivity, která udává počet rozpadů radioaktivního materiálu za sekundu. Aktivita vyjadřuje, jak rychle se radioaktivní materiál rozpadá.

Vztah mezi sieverty a becquerely je následující: Sievert je závislý na aktivitě (Bq) a na koeficientu účinnosti, tedy převodním faktoru (správně „konverzní koeficient“), který zohledňuje biologický účinek daného typu záření (vlnové délky).

Výskyt uranu

Nejstarší, nejznámější a patrně nejdůležitější uranovou rudou je smolinec (uraninit). Uranové rudy se v Evropě těží nebo těžily v Sasku, v anglickém Cornwallu, v Rumunsku, na Ukrajině a v českém Jáchymově.

Tady má hornictví dlouholetou tradici. Smolinec tu nacházeli horníci při těžbě stříbra. Havíři na konci stříbrné žíly nalézali bezcenný, černý, smolně lesklý kámen, který dostal název smolinec.

Po delším pobytu na vzduchu dostával pestrá zbarvení, proto se časem používal na výrobu barev k barvení skla. Vyvážel se jako nepotřebný odpad na skládku.

Uran se vyskytuje v mořské vodě a to v relativně velké koncentraci kolem 3,3 mikrogramů na litr. V sladkovodních vodách je obsah uranu velmi proměnný.

Radioaktivita v horninách a půdách

Primárním zdrojem přírodních radionuklidů jsou horniny; typické hmotnostní aktivity významných radionuklidů ²²⁶Ra (²²⁶Ra a jeho přeměnových produktů jsou v horninách přibližně v radioaktivní rovnováze s ²³⁸U) jsou:

• ²²⁶Ra (²³⁸U) v rozmezí (1-1000) Bq/kg, v uranových ložiscích více než desítky tisíc Bq/kg (průměr - řádově desítky Bq/kg),
• ²³²Th (1 - 100) Bq/kg (průměr rovněž řádově desítky Bq/kg),
• ⁴⁰K (70-1800) Bq/kg (průměr - stovky Bq/kg).

Podobné hodnoty nalezneme v půdách.

Přírodní radionuklidy obsažené v horninách se uvolňují do vod poměrně složitými procesy, které závisí na geochemických, fyzikálních a hydrologických poměrech; objemové aktivity jednotlivých radionuklidů ve vodě jsou rozmezí (1-100) mBq/l. V porovnání s podzemní vodou jsou hodnoty v povrchových vodách řádově nižší. Samostatnou problematikou související s přírodní radioaktivitou vod je výskyt přírodních radionuklidů v sedimentech vodotečí.

Přírodní radionuklidy se rovněž uvolňují do ovzduší - radon uniká ze Země do atmosféry difúzí a rychle se rozptyluje. Průměrná objemová aktivita radonu v atmosféře, která se ustálí jako rovnováha mezi jeho přísunem ze Země a jeho rozpadem, se pohybuje kolem (5-10) Bq/m³; v důsledku inverzních stavů v přízemní vrstvě kolísá během dne a noci přibližně dvakrát, v extrémních případech i o řád. Radon se postupně přeměňuje na další radionuklidy (krátkodobé ²¹⁸Po, ²¹⁴Bi, ²¹⁴Pb a dlouhodobé ²¹⁰Pb, ²¹⁰Po); ty zůstávají zčásti ve vzduchu, zčásti se usazují na povrchy předmětů na Zemi.

Vysoké koncentrace radonu se v ČR vyskytují v některých bytech a domech; rozpětí hodnot v domech je široké, pohybuje se od nejnižších koncentrací (5-10) Bq/m³ daných obsahem radonu v atmosférickém vzduchu - až k enormně vysokým hodnotám 10 000 Bq/m³, tj.

Přírodní radionuklidy se rovněž dostávají do rostlin - kořenovým přestupem z půdy (koeficienty přestupu pro kořenový přestup pro uran, radium, thorium, olovo a polonium jsou v rozmezí od 0,0001 do 0,01), přestupem z kontaminované vody při zálivce (významné zejména u listové zeleniny), depozicí přírodních radionuklidů na rostliny z ovzduší. S přihlédnutím k uvedeným aktivitám ve složkách prostředí (půdě, vodě, ovzduší) jsou v rostlinách hmotnostní aktivity přírodních radionuklidů až desítky mBq/kg.

Na pracovištích, kde může dojít k významnému zvýšení ozáření osob z přírodních zdrojů (paluby letadel při letech ve výšce nad 8 km, doly, jeskyně a další pracoviště v podzemí, pracoviště, na nichž nakládáno s vodou - lázeňská zařízení, stáčírny a úpravny povrchové a podzemní vody, pracoviště, kde se vyrábějí stavební materiály z produktů spalování uhlí, provádí těžba, transport produktovody a zpracování ropy a plynu, zpracování fosfátových surovin, výroba, zpracování a užití materiálů s obsahem využitím thoria, a uranu, apod.) je třeba monitorováním zjistit úroveň ozáření, a pokud jsou překročeny (vyhláškou 307/2002 Sb. Rovněž vyráběné a na trh dodávané stavební materiály a pitná voda podléhají kontrole.

Specifickou oblastí je zvýšené ozáření přírodními zdroji v obytných budovách a vybraných zařízeních (školská, zdravotnická zařízení). Dlouhodobý program hodnocení tohoto ozáření obyvatel, tzv. Radonový program, vyústil v požadavky na kontrolu úrovně ozáření ve stávajících a nově stavěných budovách a směřující k regulaci tohoto ozáření formou jak preventivních organizačních a technických opatření před výstavbou (výběr stavebního pozemku v závislosti na obsahu půdního radonu, stavební úpravy při výstavbě směřující ke snížení úrovně ozáření v obytných/pobytových prostorách), tak ve stávajících budovách a zařízeních (protiradonová technická organizační opatření).

Tabulka: Úbytek radiace v závislosti na vzdálenosti od zdroje

V tabulce jsou pro představu tři uraninity, s aktivitou ve spektru alfa + beta + gama změřenou těsně u vzorku (tj. cca 1 cm od čidla uvnitř geigeru) 102 μSv, 315 μSv a 340 μSv. Pro měření byl použit Geigerův čítač GAMMA-SCOUT, ve spektru alfa + beta + gama. Měřené vzdálenosti jsou 10, 20, 40, 80 a 160 cm od vzorků.

tags: #nejvýznamnější #zdroje #radioaktivity #v #přírodě #výskyt

Oblíbené příspěvky:

• Chov Krajty Královské: Tipy a Triky
• Co dělat, když svítí kontrolka emise u Octavie 1?
• Více o emisi dluhopisů
• Relaxace s QE55LS01BHUXXH
• Patenty v recyklaci plastů