Sajó Bohus László*
Universidad Simon Bolivar, Oepartimento de Fisica,
Caracas, Venezuela
Pálfalvi József
KFKI Atomenergetikai Kutató Intézet

Venezuelában a természetes gázt (földgázt) mind szélesebb körben alkalmazzák elsődleges energiaforrásként a háztartások és az ipari felhasználás számára. A földgázfelhasználás terén világviszonylatban Venezuela a hetedik helyen áll. A legfontosabb venezuelai földgázmezőket az 1. ábra mutatja.

Mostanában ismerték fel, hogy a radonnak és leányelemeinek koncentrációja a gáziparban környezetvédelmi problémákat okozhat. Mióta a földgázt körülbelül félmillió venezuelai család használja, és később még többen fogják használni, érdeklődés mutatkozik ennek a radonhoz kapcsolódó környezetvédelmi hatásai és egészségügyi kockázata iránt.

A radongázt már régóta ismerik, mint a földgáz kísérőjét, koncentrációja a földgáz-forrásnál sokezer kBq/m³ lehet, de csak az utóbbi néhány évtizedben mérik a koncentrációját a tűzhelyek gázrózsájánál. Az irodalomban [1] megtalálható értékek 40 Bq/m³ és 54 kBq/m³ között változnak. Újabb adatok azt mutatják, hogy a háztartásokban is használt metángáz radon-tartalma magas és elérheti az 1,5 kBq/m³-t is [2]. Ez azt sugallja, hogy a radonkoncentrációt érdemes felmérni a környezetben és ahol nagy népesség van ennek kitéve [3]. Venezuelában nincs közvetlen kapcsolat a földgázmezők és a végső felhasználók épületei között. A gázt palackozzák, így terjesztik a felhasználók körében. A gáz elszállításának és tárolásának több állomása van. Még két hónap várakozási idő is elképzelhető az elosztási folyamatban. Ez egyúttal egy (ha nem az egyetlen) hatásos módja a radonkoncentráció nagy része eltávolításának a földgázból. (A radon felezési ideje 3 nap.)

Háztartási gázpalackokat választottunk ki helyi felhasználóktól, ahol nagy volt a fogyasztás. A radon koncentrációjának meghatározására különböző technikákat alkalmaztunk. Egy a kereskedelemben elérhető eszköz a Pylon Electronics Instruments (Kanada) AB-5-ös radon-monitorozásra alkalmas ionizációs kamrája. Egy másik módszer az integráló szilárdtest-nyomdetektorok LR-115 és CR-39 típusok a Pershore és a MOM vállalatoktól. Mindkét eljárás során a háztartási földgáz egy papír szűrőn (Whatman 44) áramlott át, hogy kiszűrje az aeroszol szemcséket és a radon-utódok nagy részét. A nedvességet CaCl₂ kristály nyelte el a gázból. A teljes kísérleti elrendezés a 2. ábrán látható.

1.ábra. Regionális átlagos beltéri radon koncentrációk és a helyi földgáz járulék?

A Pylon radontartalom-meghatározó detektorában a mérések során szcintillációs cellát alkalmaztak számlálóként. Minden mérés körülbelül 5 vagy több órát vett igénybe. Alacsony átfolyási sebességet és alacsony nyomást használva 1500 liter földgázt lehetett így vizsgálni mérésenként. A műszert a gyártó kalibrálta 0,025 Bq/m³ érzékenységre beütés/perc egységenként a 0,20 beütés/perc háttér felett. A hátteret minden mérés után megvizsgáltuk, mivel a radon bomlástermékek felhalmozódhatnak a mérés folyamán. Ez a felhalmozódás nagy hibát okozhat a következő mérésekben. A háttér mérés során N₂ gáz áramlott 1 liter/perc sebességgel egy-egy éjszakán keresztül. Egyúttal ez egy jó alkalom kitisztítani a detektor-térfogatot, mind a szcintillációs cella, mind a nyomdetektor esetében.

A nyomdetektorok számára épített besugárzási kamrát egy a gázpalackhoz csatolt nyomáscsökkentő eszközből alakítottuk ki. Ebbe volt behelyezve a 2 x 3 cm²-es LR-115 vagy az 1 x 1 cm²-es CR-39 típusú nyomdetektor. A 3. ábra ennek vázlatos elrendezését mutatja. A nyomdetektor lapokat egyenesen a gáz áramlásának útjába lehet helyezni, és exponálni őket több órán keresztül. Az LR-115 maratása 2,5 normál nátriumhidroxid oldattal történt 60 °C-on, míg a CR-39 lapoké 6 normál koncentrációval 70 °C-on. A nyomdetektorok kalibrálása egy kis radon-kamrával történt. Ez egy üvegtartály, aminek térfogata körülbelül 5 liter volt. Ebbe 2,9435 0,0001 g nukleáris üzemanyag-tisztaságú urán-oxid volt elhelyezve. A dimenziók és a közelítő geometria a palackhoz csatlakozó csövekkel együtt a 3. ábrán látható. A kamrában az egyensúly beállta utáni radonkoncentrációt a Pylon-műszerrel 4600 Bq/m³-nek mértük. A nyomsűrűséget egy képfeldolgozó rendszer, másik esetben egy szikra-számláló számolta ki. Ezeket a későbbiek során részletezzük.

A képfeldolgozó rendszer egy nagyfelbontású (800 x 576) CCD kamerából (Sony DXC-107) állt egy optikai mikroszkóphoz (Zeiss) csatlakoztatva. Ez szolgáltatta a kimart alfa-részecske nyomok képét. Az LR-115 esetében ezek világos foltok voltak sötét mezőben. A CR-39-nél átlátszó mezőben sötét foltok voltak. Az analóg képeket egy az AEKI-ben (Magyarország) gyártott képdigitalizálón [5] keresztül átküldve IBM-PC tárolta. Ez az egység a nyomsűrűséget és a nyomátmérő-eloszlást határozta meg. Ez utóbbi szolgált az igazi és a háttér nyomok megkülönböztetésére.

Az LR-115 dozimétereket egy másik eljárással is kiértékelték. Ez ugró-szikra-számláló rendszer. Meg kell itt említenünk, hogy az ilyen műszerek megbízható és hatásos eszközei a radon-mérési programoknak. A 12,5 m vastag LR-115 filmre kapcsolt feszültségtől is függ a detektált nyomok száma. Ezt a függvényt mutatja a 4. ábra. Ezen az ábrán az eredményeinket a [6] hivatkozásban bemutatott adatokkal összehasonlítva közöljük. A műszer legjobb működéséhez tartozó plató körülbelül 16 %-nál található.

A mért átlagos radonkoncentrációkat, amiket a háztartási felhasználású földgázban találtak Venezuela különböző helységeiben, az alábbi táblázat foglalja össze:

Tudjuk, hogy ezek az eredmények több nem kontrollálható faktortól is függenek, mint például a tárolási és a szállítási idő. A legkiemelkedőbb értéket - 54 Bq/m3 - Meridában találták, ami azzal a ténnyel magyarázható, hogy a gázmező közel van a városhoz, ezért a szállítási idő egyértelműen kisebb. Az ellenkezője derült ki Cumanában, ahol a radonkoncentráció a detektálási küszöb (1 Bq/m~) alatt volt. Ez azzal magyarázható, hogy a gázt nagyobb palackokban szállítják, és a felhasználók egyszerre 2-3 palackot is tartanak tartalékban, így mielőtt a ház saját gáz-hálózatába kerül a földgáz, hosszabb idő telik el. Cumana és a szomszédos területek még nincsenek gázvezetékkel ellátva, így a gáz szállítása országutakon történik teherautóval, és ez is hosszabbítja az elszállítási időt.

Az 1. ábrán a különböző tartományokban mért radonkoncentrációt mutattuk be. A négyszögekben lévő számok a teljes radonkoncentráció regionális átlagát mutatják. A körökben lévő számok a gázpalackban lévő radonkoncentrációt mutatják közvetlenül a házi gázcsővezetékbe kötés előtt. Mivel a szállítási időnek bizonytalansága van, sokkal több mérés és több befolyásoló paraméter értéke szükséges ennél megbízhatóbb becslésekhez. Ezeken a jelen munka továbbfejlesztéseként dolgozunk. Korábbi mérések a venezuelai lakások átlagos radonkoncentrációját 36 Bq/m³-nek becsülték, és ennek a háztartási gázból eredő járulékát 30 %-nak, azaz nem elhanyagolhatónak mondták. Feltételezve, hogy 1 Bq/m³ radonkoncentráció 0,05 mSv/év effektív dózisegyenértéket jelent, azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a földgáz járuléka az éves dózisegyenértékhez körülbelül 0,5 mSv/év. Következésképpen a lakosság sugárterhelésének a háztartási gázból származó járuléka nem jelentős. Sőt, ezek a mért értékek csak egy felső becslést adnak, mert nem veszik számba a radonmagok felezési idejét.

A városi hálózati gáz radonkoncentrációját megmértük Budapest belvárosában is. Az eredmények következő értéktartományba estek:** 88-135 Bq/m³. További méréseket tervezünk.