Blog o promieniowaniu jonizującym, dozymetrii i ochronie radiologicznej. Zwalcza mity związane ze zjawiskiem radioaktywności i przybliża wiedzę z zakresu fizyki jądrowej oraz źródeł promieniowania w naszym otoczeniu.
Ceramiczny słój do nasycania wody radonem, znany pod nazwą handlową "Radium Ore Revigator", był jednym z najbardziej charakterystycznych przykładów "radowego szaleństwa", jakie ogarnęło świat po odkryciu pierwszych pierwiastków promieniotwórczych.
Historię tego wynalazku przedstawię w formie skrótu z artykułu Paula W. Frame'a umieszczonego na stronie Oak Ridge Associated Universities (ORAU) Museum of Radiation and Radioactivity [LINK]. W tekście przede wszystkim uporządkowałem chronologię faktów, ponieważ niektóre z nich są rekonstruowane wstecz, na podstawie artykułów prasowych i ulotek reklamowych. Pominąłem też niektóre wątki poboczne, zacierające główny przekaz. Gotowi? Zaczynamy!
Jedne z Czytelników bloga przesłał mi dokumentację skonstruowanego przez siebie miernika stężenia radonu, wykorzystującego komorę jonizacyjną. Oddaję głos Autorowi:
Samodzielna budowa
urządzenia do pomiaru narażenia od radonu w powietrzu.
Norweska firma Airthings (https://www.airthings.com/) od wielu lat produkuje czujniki jakości powietrza, ze szczególnym uwzględnieniem detektorów radonu. Cały asortyment przedstawia się następująco (w nawiasach mierzone wartości):
Hub (zbieranie danych ze wszystkich urządzeń firmy Airthings, oprócz pierwszej generacji czujek Wave, i przesyłanie ich do chmury bez pośrednictwa aplikacji w telefonie)
Jak widać oferta jest szeroka, a czujki Wave i View występują w kilku wersjach, pozwalających wybrać najbardziej odpowiedni model w zależności od potrzeb.
Radon-222 jest radioaktywnym gazem, stanowiącym produkt rozpadu radu-226, który z kolei powstaje po kilku przemianach z uranu-238 w tzw. szeregu uranowo-radowym. Głównym źródłem radonu jest podłoże skalne, zawierające naturalny uran i jego produkty rozpadu, skąd radon stopniowo dyfunduje ku powierzchni ziemi. Z gleby przenika do budynków, przedostając się przez szczeliny i pęknięcia do piwnic, a stamtąd, dzięki efektowi kominowemu (ciepłe powietrze jest lżejsze i unosi się) jest zasysany na wyższe kondygnacje.
Dawka promieniowania od radonu, otrzymana przez mieszkańca Polski, stanowi 1/3 łącznej dawki ze wszystkich źródeł (naturalnych i sztucznych) i aż 1/2 dawki od źródeł naturalnych. Przyjmuje się, że narażenie na radon jest główną przyczyną raka płuc u osób niepalących, zaś u palaczy radon wykazuje efekt synergiczny z paleniem i jeszcze bardziej zwiększa ryzyko nowotworu [LINK].
Drugim źródłem radonu są przedmioty zawierające radowe farby świecące (zegary, zegarki, kompasy, znaczniki, przełączniki, głównie stosowane w lotnictwie i wojsku). Z uwagi na znacznie większe stężenie radu w farbach świecących niż w naturalnych minerałach uranu (gdzie rad występuje śladowo) emisja radonu jest znacznie wyższa. Może to prowadzić do wzrostu stężenia radonu np. w muzeach czy prywatnych kolekcjach.
Do pomiaru koncentracji radonu w powietrzu stosuje się różnego rodzaju detektory, z których niektóre najpopularniejsze modele omówiłem już na blogu:
Tym razem zaprezentuję Radon Eye RD200, produkcji koreańskiej firmy FTLab (http://ftlab.co.kr/eng/), znanej chociażby z miniaturowych dozymetrów Smart Geiger (FSG001 i SGP001).
Jarosław Szczyżowski, Łukasz Michewicz, Taniec na uranie - z Kowar do kopalni "Podgórze", 2018
Tomasz Rzeczycki, Tajny obiekt kryptonim J.G., 2021
Są to publikacje naukowe i popularnonaukowe, a także jeden dość skromny przewodnik. Warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną pozycję, tym razem o charakterze źródłowym. Otóż w 2000 r. Naczelna Dyrekcja Archiwów Państwowych wydała wybór źródeł dotyczących górnictwa uranowego w Polsce. Praca wyszła w nakładzie zaledwie 500 egz. (!) i obecnie dostępne są tylko pojedyncze egzemplarze.
Busolę AK omawiałem dwa lata temu [LINK], jednak w tamtym wpisie skupiłem się głównie na poszczególnych wersjach (polska, radziecka, niemiecka) i stosowanych farbach świecących. Teraz chciałbym dokładniej omówić egzemplarz busoli, szczególnie w kontekście narażenia na promieniowanie i ekshalację radonu.
Busole AK produkcji radzieckiej były do niedawna bardzo popularne na wszelkiego rodzaju bazarach, sprzedawane przez przybyszy ze Wschodu, obok lornetek, bagnetów, medali i futrzanych czapek. Od polskich różniły się:
Rosyjska firma Quarta-Rad znana jest z serii kieszonkowych
dozymetrów codziennego użytku marki Radex. W ofercie ma kilka modeli o rosnącym stopniu zaawansowania, z których większość była omawiana na blogu:
Maciek postanowił podzielić się swoim artykułem o uzdrowisku w Świeradowie-Zdroju, słynnym z wód leczniczych, w tym radonowych. Znajduje się tam bowiem pewna ciekawa fontanna. Oddaję głos Autorowi.
***
Na przełomie września i października wyjechałem z rodziną na krótki urlop do Świeradowa – Zdroju. Miejscowość jest malowniczo położona w Górach Izerskich w województwie dolnośląskim tuż przy granicy z Czechami. Jako dozymetrysta amator zabrałem swój miernik typu KB6011 tak na wszelki wypadek. Dopiero na miejscu dowiedziałem się, że Świeradów słynie z leczniczych źródeł, gdzie liczne uzdrowiska oferują zabiegi przy wykorzystywaniu wody radonowej.
Pierwszą wzmiankę o świeradowskich wodach można odnaleźć w książce wydanej w 1572 r., autorstwa berlińskiego lekarza Leonarda Thurneyssera, który wspomina w niej o zimnych i ciepłych mineralnych i metalicznych wodach świeradowskiego źródła, nazywając go “świętym źródłem”.
W naukowej publikacji z 1600 r. pn. “Stirpium et fossilium silasiae catalogus...” autorstwa Kaspera Schwenckfelda z Gryfowa, napotkać można wzmiankę „o kwaśnych wodach mineralnych, której biją ze źródła przy wsi Fegebeutel pod wysokim lasem”. W innej książce z 1607 r. pisze on: "Źródło piwne, szczawa, nosi swoją nazwę od koloru i lekko ostrego, albo lekko kwaśnego smaku o niecodziennym niepodobnym do domowych napojów. Tryska i wypływa przy powalonym lesie, w odległości jednej mili za Mirskiem przy rzece Kwisie, obok wsi nazywanej Fegessbeutel (Czyści Sakwa), w podmokłym i bagnistym miejscu. Ma ono w swojej zawartości sól górską i żelazną ochrę. Działa otwierająco, czyszcząco, pędząco, gasi pragnienie, zaostrza apetyt, wypędza żółć, wydobywa piasek, przepłukuje jelita i koi rozpaloną wątrobę. To źródło przyciąga ludzi, którzy nie mogą jeść".
Chociaż na przełomie XVI i XVII wieku wiadomości o leczniczych właściwościach wód zlokalizowanych w Świeradowie zaczęły rozchodzić się po śląskiej ziemi, to Wojna Trzydziestoletnia odłożyła w czasie moment rozpoczęcia ich użytkowania w celach leczniczych.
O źródle kwaśnych wód mineralnych, u źródeł Kwisy pisał w 1667 r. I. Nason. O leczniczym zastosowaniu wód dowiadujemy się także z kroniki śląskiej Fryderyka Luca z 1683 roku, gdzie autor opisywał dwa, jak to określił, słynne źródła wód mineralnych, leżące w pobliżu źródeł Kwisy. Natomiast z badań przeprowadzonych w 1783 r. wynikało, że wody świeradowskie skutecznie leczą szereg schorzeń i niedomagań, między innymi pobudzają apetyt, wstrzymują wymioty, leczą stany lękowe, choroby żołądka i wątroby.
W 1754 r. tzw. górne źródło zostało ocembrowane i okryte dachem, a przy nim wybudowano małe schronisko.
W uzdrowiskowej przeszłości Świeradowa istotną datą jest 1768 r., z którym kojarzono początek zorganizowanej działalności uzdrowiskowej miasta. W roku tym poprawiono obudowę górnego źródła, a obok niego wybudowano dom mieszkalny z 14 pokojami, tzw. „stary dom źródlany”, gdzie przebywali kuracjusze. W lipcu 1770 r. została założona księga kuracyjna.
Ważnym momentem dla rozwoju turystyki i uzdrowiska był rozwój komunikacji kolejowej w regionie. Wybudowanie w latach 1846-1866 linii kolejowej pomiędzy Wrocławiem a Gorlitz (a dalej do Drezna i Berlina), a także z Węglińca do Jeleniej Góry (przez Gryfów) i dalej przez Wałbrzych do Wrocławia znacznie przybliżyło kurort mieszkańcom nawet odległych regionów państwa pruskiego (z Gryfowa do Świeradowa ok. 15 km). Na ostatnie ćwierćwiecze XIX wieku przypadł okres znacznej rozbudowy i modernizacji istniejącej bazy i urządzeń sanatoryjnych. W latach tych liczba kuracjuszy zwiększyła się z 500 osób w 1873 roku do 5000 w 1893 roku. W 1909 prywatny inwestor wybudował połączenie kolejowe między Świeradowem i Mirskiem (Mirsk już wcześniej – w 1884 roku – uzyskał połączenie kolejowe z Gryfowem), a tuż przed pierwszą wojną światową ulice miasta zostały zelektryfikowane, zainstalowano także wodociągi.
Dom Zdrojowy w Świeradowie Zdroju, lata 1905-1910 [3]
Z danych wynika, że na przełomie lat 1920 – 1930 Świeradów był miejscowością na wskroś kuracyjną. Znajdowało się tu kilka znanych zakładów lecznictwa uzdrowiskowego (Dom Zdrojowy z 70 pokojami, Łazienki Leopolda, w których odnotowano 50 pokoi), 23 restauracje, gospody i kawiarnie, 128 domów wynajmujących kwatery, 9 garaży samochodowych, wypożyczalnie samochodów, poczta, telegraf, rozmównica publiczna, obiekty rekreacyjno-sportowe, handlowe, prywatne kolegium nauczycielskie.[1]
Jednym z najbardziej znanych punktów Świeradowa jest Dom Zdrojowy, do którego przylega rozległy park ze ścieżkami spacerowymi. Dom Zdrojowy został wybudowany w 1899 roku według projektu znanego architekta o nazwisku Grosser. Budynek powstał na fundamentach Domu Źródlanego, wybudowanego w 1781 r., który uległ zniszczeniu podczas pożaru w 1895 r.
Pomimo średnio sprzyjającej pogody udaliśmy się na spacer i zawitaliśmy właśnie do Domu Zdrojowego na kawę i ciastko. W plecaku oczywiście miałem mój mały miernik i gdy tylko odnalazłem źródło/fontannę, jakie często w tego typu obiektach występują, zabrałem się do pomiarów.
Widok ogólny na Dom Zdrojowy w październiku 2020 r.
Obiekt podzielony jest na dwa budynki, które łączy najdłuższa na Dolnym Śląsku Hala Spacerowa (80 metrów). Obok na tarasach (160 metrów) znajduje się tzw. „Sztuczna Grota”, gdzie niegdyś była pijalnia wód mineralnych. Również w tym miejscu zaczyna się Główny Szlak Sudecki im. M. Orłowicza.
Wejście do pijalni wody mineralnej
W piwnicach zabytkowego Domu Zdrojowego znajduje się Muzeum Zdrojowe znane również jako Muzeum Górnictwa Uzdrowiskowego. Jego otwarcie miało miejsce we wrześniu 2014 roku z okazji 260-rocznicy ocembrowania pierwszych świeradowskich źródeł wód mineralnych. W muzealnych piwnicach znajdują się ekspozycje ukazujące historię uzdrowiska oraz początki wykorzystania tutejszych źródeł.[2]
W połowie hali spacerowej, a nad muzeum Zdrojowym znajduje się fontanna. Czy można było pobierać z niej wodę to nie wiem, a podczas mojej wizyty była nieczynna. Nie wiem niestety również dlaczego była nieczynna, czy dlatego, że jest już wyłączona trwale z użytkowania, czy z powodu pandemii COVID-19, ale wody tam nigdzie nie było…
Fontanna w hali spacerowej Domu Zdrojowego.
Tuż obok fontanny znajduje się sklep z upominkami, kubkami, pocztówkami oraz można napić się wody mineralnej nalanej prosto z kranu. Skorzystałem z oferty i nalałem wody do małej butelki. Wróćmy jednak do fontanny, gdzie wody nie było, ale przecież wiadomo, że o ile woda popłynęła sobie w siną dal, o tyle związki mineralne lubią osadzać się na wszystkim (wszyscy walczymy chociażby z kamieniem kotłowym w czajnikach elektrycznych). Uruchomiłem dozymetr i umieściłem go w zagłębieniu okalającym fontannę, gdzie na pewno lała się wcześniej woda.
Praktycznie od razu urządzenie żwawiej wydało dźwięki i wskazywane wartości rosły i rosły. Z początkowych 0,26 μSv dookoła fontanny, przez 0,45 μSv aż do 0,68 μSv w chwilowym odczycie. Po dłuższym pomiarze urządzenie wskazywało średnią moc dawki na poziomie 0,61 μSv.
Następnie wziąłem się do badania innych miejsc fontanny szukają oczywiście „hot spotów”. Osady często zbierają się przy odpływach, przez to od razu przyłożyłem miernik na jednego z nich:
Niestety miernik wskazał maksymalnie 0,36 μSv/h. Woda widoczna przy kratce pochodzi prawdopodobnie z jakiegoś kubka gdy ktoś wylał resztę zakupionej w pobliskim sklepiku. Poza tym miejscem cała fontanna była sucha.
Pamiętając wpisy pewnego blogera, miłośnika ceramiki uranowej, położyłem miernik na zewnętrznym murku fontanny by zobaczyć czy to może same płytki „świecą” i mnie tu na osady nabierają. Niestety płyteczki były ewidentnie nieaktywne i chyba nawet tłumiły promieniowanie:
Miernik również przykładałem do tych jasnych płytek, ale pomiar był identycznie niski na poziomie promieniowania tła, a nawet niższy, o czym za chwilę.
Przeszedłem fontannę dookoła przykładając dozymetr tu i tam, ale nic więcej ciekawego nie znalazłem, a w zasadzie miernik nie znalazł.
Uzbrojony w nabytą butelkę wody mineralnej poszedłem na pobliską ławeczkę sprawdzić jak ona „świeci”. Najpierw sprawdziłem promieniowanie tła na pobliskim krzewie, gdzie miernik wskazał 0,18 μSv/h.
Następnie przyłożyłem miernik do butelki:
Wynik 0,17 μSv/h pokazuje, że nie napijemy się zupy radowej. Oczywiście zdaję sobie sprawę z ułomności wykonanego badania spowodowanej zarówno budżetowym miernikiem, jak i amatorską metodą pomiaru. Po odparowaniu wody i wrzuceniu w spektrometr pozostałych osadów zapewne pojawiłyby się ślady pierwiastków z szeregu uranowo-radowego, ale to już zostawiam właściwym laboratoriom czuwającym nad bezpieczeństwem kuracjuszy Świeradowa Zdroju. Ostatecznie zabrałem wodę do domu i podlałem moje kaktusy.
Oprócz przygody z fontanną wyjąłem miernik w podziemnej trasie turystycznej "Kopalnia św. Jan" w Krobicy leżącej na obrzeżach Świeradowa. Nie będę przedłużał opisu samej kopalni, ale tuż pod koniec spaceru w jednej z nieudostępnionej dla zwiedzających sztolni postawiona była aparatura do pomiaru radonu. Aparaturę postawiono w pobliżu końca rury przez którą wypływała woda kopalniana. Niestety miernik nie wskazał nic ponad promieniowanie tła (może nieco większe z uwagi na obecność skał itp., ale nic szczególnego).
Jak widać, warto mieć mały, kieszonkowy dozymetr ze sobą, gdyż nigdy nie wiadomo kiedy uda się znaleźć coś ciekawego. Sam miernik KB4011 jest lekki i niewielkich rozmiarów, więc nie zabiera cennego miejsca w torbie czy plecaku. Ma wystarczającą czułość na promieniowanie z większości popularnych źródeł, więc do zgrubnych pomiarów nadaje się idealnie i jednocześnie nie sieje zamętu. Nie zawsze chciałbym zwracać na siebie uwagę chodząc z miernikiem gabarytów żelazka RKP-1-2. Wypad w góry udał się znakomicie pomimo przekropnej pogody. Sama miejscowość jest malowniczo położona i dla takich nie wprawionych w chodzeniu po górach jak ja idealna. Można zabrać całą rodzinę i znaleźć coś ciekawego dla każdego.
Dziękuję za bardzo treściwy artykuł! Zachęca do dokładnego przeegzaminowania tej fontanny za pomocą dozymetru z okienkiem mikowym oraz sondy scyntylacyjnej czułej na promieniowanie alfa.
Zatem, jeśli będziecie w Świeradowie-Zdroju, wpadnijcie tam z miernikiem, tylko proszę - dyskretnie. Nie róbmy niepotrzebnej sensacji z pomiarów promieniowania, a nasze działania tłumaczmy spokojnie i rzeczowo, w razie potrzeby odsyłając do publikacji naukowych i popularnonaukowych. Niestety radiofobia w społeczeństwie jest bardzo silna i nieostrożnym działaniem możemy zasłużyć na sensacyjne nagłówki w prasie brukowej, np. "Radioaktywna fontanna! Lepiej nie pij z niej wody [ZOBACZ ZDJĘCIA]". Dla wielu osób nawet nieznaczny wzrost wskazań dozymetru wywołuje od razu skojarzenia z Czarnobylem i Hiroszimą, a wywołanie paniki mogłoby wręcz "spalić" ten zasłużony zakład kuracyjny.
Edit 2024 - znalazłem w wykazie uzdrowisk z 1948 r. informację o radioaktywnych wodach leczniczych ze Świeradowa i Swoszowic:
Radon jest radioaktywnym gazem szlachetnym, stanowiącym produkt rozpadu radu-226, który z kolei jest kolejnym etapem rozpadu uranu-238, zaczynającego uranowo-radowy szereg promieniotwórczy. Radon jest stale obecny w powietrzu, dyfundując przez glebę z podłoża skalnego, które zwykle zawiera pewną ilość związków uranu.
Zawartość ta zależy od budowy geologicznej podłoża, zatem wykazuje dużą zmienność na terenie kraju - większa jest na południu, szczególnie na Dolnym Śląsku, gdzie występują minerały uranu. Innym źródłem radonu są radowe farby świecące, stosowane aż do lat 60. XX w. w zegarkach, kompasach, przełącznikach i wskaźnikach lotniczych oraz innych elementach, które musiały być widoczne w ciemności.
Bezpośredni pomiar aktywności radonu jest trudny z uwagi na jego gazowy stan skupienia, emitowanie cząstek alfa, które z natury mają mały zasięg i przenikliwość, a także niewielkie stężenie w powietrzu. Oczywiście można dokonać pomiaru bezpośredniego np. za pomocą komór Lucasa, które omawiałem przy okazji radiometru RGR-11. Zwykle jednak mierzy się aktywność produktów rozpadu, które mają stały stan skupienia i w postaci aerozoli stopniowo osiadają na powierzchniach. Należy tylko je zebrać na odpowiednim absorbencie, co wymaga pewnego czasu dla ustalenia się równowagi promieniotwórczej pomiędzy radonem i produktami rozpadu. Czas ten wynosi zwykle 48 godzin. Na tej zasadzie działają detektory Pico-RAD w postaci plastikowych fiolek z węglem aktywnym. Po ekspozycji w badanym miejscu detektory są zalewane w laboratorium ciekłym scyntylatorem, a fotopowielacz rejestruje i wzmacnia powstające błyski światła (scyntylacje), tak jak odbywa się to w typowym liczniku scyntylacyjnym.
Podobny pomiar aktywności produktów rozpadu radonu możemy przeprowadzić samodzielnie, choć oczywiście nie zmierzymy w ten sposób typowych stężeń radonu w powietrzu w budynkach. Za to możemy sprawdzić, czy nasz zegarek ze wskazówkami pokrytymi farbą radową jest szczelny i nie emituje radonu do otoczenia, albo czy woreczek strunowy jest wystarczającym zabezpieczeniem dla tarcz i wskazówek od takich zegarków. Poniżej użyczone mi przykładowe obiekty badań.
Testowane przedmioty wystarczy umieścić w osobnych słoiczkach z warstwą węgla aktywnego na dnie. Najlepszy do tego celu jest węgiel z łupin orzechów kokosowych, używany do celów gorzelniczych (copyright by Zuzanna). Badany obiekt stawiamy słoiczku na sztorc, by jak najmniejszą powierzchnią przykrywał węgiel i zamykamy zakrętkę.
Po dwóch dobach wyjmujemy go, a węgiel zsypujemy do kuwetki i mierzymy aktywność dowolnym radiometrem beta-gamma lub - jeśli mamy możliwość - scyntylatorem alfa. Oba detektory znajdą zastosowanie, gdyż wśród produktów rozpadu radonu występują wszystkie trzy rodzaje emisji - alfa, beta i gamma, a ich energia jest wystarczająca do zarejestrowania przez typowy licznik G-M.
Dlatego też do pomiarów wystarczy nawet stary radziecki radiometr ANRI Sosna z fabryczną kuwetką przewidzianą do pomiaru aktywności cezu-137 w produktach żywnościowych.
Kuwetkę napełniamy równomiernie i mierzymy moc dawki jak przy każdym innym pomiarze. Pamiętajmy tylko o dobrym przyleganiu kuwetki do okienka pomiarowego radiometru.
Przykładowy pomiar aktywności produktów rozpadu radonu wydzielającego się z bardzo starego zegarka możemy zobaczyć na tym filmiku. W dalszej jego części widzimy pomiar mocy dawki gamma i beta od tegoż zegarka, jak widać, jest ona dość spora:
Kolejny pomiar możemy przeprowadzić monitorem skażeń EKO-C, ustawionym na pomiar w cps. Jego cienkie okienko mikowe jest przepuszczalne dla cząstek alfa i niskoenergetycznego promieniowania beta, zaś błąd pomiarowy znacznie mniejszy niż w ANRI Sosna.
Teraz tylko trzeba zważyć węgiel z każdego pojemnika oraz zmierzyć ich objętości. Jak widać, do całkowitego pokrycia denka słoiczka o pojemności 150-250 ml wystarczy 5-10 g węgla, zatem opakowanie 1 kg starczy na bardzo wiele pomiarów.
Zerknijmy teraz na wyniki. Jak widać, nawet zegarek "Delbana", wodoszczelny według producenta, nie jest w 100% szczelny. Ekshalacja z niego jest na zbliżonym poziomie jak w "gołych" tarczach trzymanych w woreczkach strunowych. Wyniki są dość zbliżone:
Zadziwia niewielka emisja z amerykańskiej tarczy od budzika firmy "Waterbury", która ma cyfry dość grubo pokryte farbą świecącą. Podejrzewam, że jest to kwestia innych składników farby, ograniczających ekshalację, bądź też pokrycia cyfr jakimś lakierem.
Absolutnym faworytem jest jednak ten oto radziecki przełącznik lotniczy z 1959 r., choć farba świecąca jest jedynie małym punktem zamkniętym w plastikowej kapsułce:
Aby sprawdzić skuteczność woreczków strunowych jako izolacji dla tego typu obiektów, powtórzyłem test po zapakowaniu tarczy i przełącznika we wspomniane woreczki. Wyniki były zaskakujące - zerknijcie na powyższą tabelę - wyższe lub co najmniej takie same! Wydawać by się mogło, że folia nie jest żadną przeszkodą dla radonu, nawet pomimo szczelnego zamknięcia. Wchodzi tu jednak dodatkowy czynnik - otóż folia najpierw pochłania radon, a potem... go oddaje. Dlatego też używanych do detekcji radonu detektorów CR39 nie należy zawijać w folię po ekspozycji.
Dla porządku sprawdziłem również szkiełko od paliwomierza lotniczego, które pomimo wielokrotnego zmywania różnymi rozpuszczalnikami nadal wykazuje lekką aktywność alfa, mierzalną scyntylatorem, jak również beta i gamma, możliwą do zmierzenia Sosną:
Niestety ekshalacja, nawet jeśli występowała, to tak niewielka, że na węglu ani Sosna, ani EKO-C nie wykazały wzrostu wskazań ponad tło.
***
Nie są to jedyne testowane obiekty. Otrzymałem od Alka do przebadania kilka minerałów, które zawierały naturalny uran i prawdopodobnie również tor.
Plastikowe pojemniki na żywność są bardzo wygodne do tych badań, w poniższym przypadku musiałem dodatkowo uszczelnić taśmą klejącą miejsce, gdzie minerał wypycha brzeg:
Do tej pory zajmowaliśmy się radonem-222, jednak nie jest to jedyny izotop tego pierwiastka. Istnieje jeszcze radon-220, zwany kiedyś toronem i radon-219, nazywany aktynonem. Zwyczajowe nazwy powstały od pierwiastków, których produktem rozpadu jest dany izotop (vide tablica wyżej).
Dla nas praktyczne znaczenie ma Rn-220 (toron), powstający na skutek rozpadu toru-232. Jego ekshalacja następuje zarówno z minerałów toru, jak i z siateczek żarowych Auera, a w mniejszym stopniu również z obiektywów z torowanego szkła. Czas półrozpadu Rn-220 jest znacznie krótszy niż Rn-222 i wynosi zaledwie 55,6 s. Jego produkty rozpadu też są krótkożyciowe (najdłuższy - Pb-212 - 10,64 h), zatem szereg torowy szybciej się kończy. W radowym mamy długożyciowy Pb-210 (22,3 lat), który znacznie spowalnia zanikanie radonu.
Spróbujmy zatem zmierzyć ekshalację toronu. Do dyspozycji mamy siatkę żarową Auera od lamp gazowych i obiektyw z torowego szkła.
Siatka żarowa została umieszczona na specjalnym podwyższeniu z pustych ramek od slajdów, aby umożliwić swobodne krążenie toronu przy jednoczesnym odizolowaniu węgla od siateczki.
Ekshalacja z siatki okazała się bardzo nieznaczna, ale możliwa do zmierzenia. Sosna pokazała 0,04 mR/h, zaś EKO-C 6 cps, po następnych dwóch dobach wynik wzrósł do 0,06 mR/h i 8 cps. Przebadałem również obiektyw od rzutnika ze szkła z dodatkiem toru, ale nie wykazał dającej się zmierzyć emisji. Nic dziwnego, silne związanie toru z masą szklaną w procesie produkcji skutecznie ogranicza emisję toronu. Wyższy wynik w przypadku siateczek Auera wywołany był z racji ich włóknistej struktury, ułatwiającej wydostawanie się gazu.
Nie omieszkałem oczywiście sprawdzić szkła i ceramiki barwionych uranem. W przypadku szkła nasypałem węgla do masywnego XIX-wiecznego kielicha z Mariańskich Łaźni, który wykazywał największą aktywność spośród testowanych wyrobów szklanych (0,9 mR/h). Po napełnieniu przykryłem go spodeczkiem i zaczekałem 48 h. Odczyt na poziomie tła mnie nie zdziwił. W przypadku ceramiki wynik przedstawiał się podobnie, niezależnie od tego, jak "gorący" by nie był dany obiekt. Przyczyna jest prosta - ilość związków uranu użytych do barwienia jest niska, zatem jeszcze niższa będzie zawartość radu, z którego powstaje radon. A nawet jeśli trochę go powstaje, to nie wydostaje się w mierzalnych ilościach przez spoistą masę szkła czy glazury.
***
Pomiary prowadziłem również sondą scyntylacyjną SSU-3-2 ze scyntylatorem ZnS(Ag). Niestety w większości przypadków wynik wahał się między 0,33 a 0,67 cps, jedynie najbardziej aktywne wyroby osiągały 2-3. Składa się na to niewielki zasięg cząstek alfa oraz mała powierzchnia scyntylatora (fi 40 mm), w porównaniu np. z sondą powierzchniową SSA-1P (fi 125 mm).
Scyntylator w SSU-3 jest też bardziej oddalony od ochronnej kratki niż w SSA-1P, a przy pomiarze aktywności alfa każdy milimetr ma znaczenie.
Powtórzyłem więc eksperyment, tym razem stosując 10 siateczek zapakowanych w fabryczne koperty oraz puszkę o objętości 2 litrów. Po dwóch dobach zmierzyłem aktywność za pomocą wspomnianej sondy SSA-1P, rozsypując węgiel tak, by pokrył całą powierzchnię detektora.
Pomiar prowadziłem za każdym razem przez 1 minutę, uzyskując odczyty pomiędzy 90 a 110 impulsów. Mniejszą aktywność zmierzyłem też na kartonowym opakowaniu od turystycznej lampy gazowej, mającej zamontowaną jedną siatkę Auera.
***
Kolejną metodą pomiaru zawartości radonu w powietrzu jest zasysanie odkurzaczem przez filtr bibułowy w określonym czasie, a następnie pomiar sondą scyntylacyjną w określonych odstępach czasowych (tzw. metoda Markova), której poświęciłem osobny wpis [LINK].
Jednak jak wykazałem, scyntylator nie jest niezbędny do wykrycia produktów rozpadu radonu osadzonych na węglu aktywnym, nawet jeśli ich stężenie nie jest duże. Nie musimy zatem inwestować w drogi sprzęt, wystarczy zwykły radiometr z odsłoniętymi licznikami GM. Lepiej, by nie był to miernik, który uśrednia pomiar (Polaron), tylko taki, który wyświetla wynik po określonym czasie (Sosna, RKSB-104, RKGB-01, RKB-20.01 Beta, MS-04B Expert). Szczególnie przydatne do pomiarów małych stężeń są mierniki mogące wydłużać czas pomiaru, co zwiększa jego dokładność. Funkcję tę mają radiometry RKSB-104 i RKGB-01 (z 18 do 180 s) oraz bardzo udany, choć rzadki RKB-20.01 Beta (10, 100, 500, 1000 i 2000 s). Ma on też większą czułość dzięki zastosowaniu licznika SBT-10A z okienkiem mikowym, niestety rzadko występuje w Polsce.
Czas pomiaru można wydłużyć też w ANRI Sosna, wystarczy przełączyć go w tryb "T", w którym miernik zlicza impulsy bez ograniczenia czasowego, sygnalizując dźwiękiem co dziesiąty impuls. Potrzebny jest tylko stoper albo minutnik do kontroli czasu pomiaru.
Oczywiście tego typu pomiary mają jedynie wartość orientacyjną i porównawczą, gdyż nieznana jest aktywność promieniotwórcza źródła oraz jego wydajność pod kątem ekshalacji. Pozwalają jednak zorientować się, czy dany przedmiot jest hermetyczny, a jeśli nie, to ile przepuszcza. Mając taką wiedzę można podejmować działania zaradcze - od uszczelnienia przez zmianę sposobu przechowywania aż do pozbycia się danego przedmiotu (nie, nie do śmieci, tylko do Centrum Unieszkodliwiania Odpadów Promieniotwórczych).
I jeszcze jedno. Prowadząc tego typu badania pamiętajmy o zakrywaniu pojemników z węglem po dokonaniu pomiarów i wietrzeniu pomieszczenia, w którym trwa pomiar. Same pojemniki na czas gromadzenia radonu lepiej trzymać na balkonie lub w innym tego typu miejscu, szczególnie jeśli podejrzewamy obiekt o silniejszą ekshalację. Artefakty najlepiej trzymać w hermetycznych słoikach lub blaszanych puszkach, umieszczonych w metalowej skrzyni. Warto nasypać na dno warstwę węgla aktywnego i regularnie go wymieniać.
Wyniki pomiaru radonu mogą być zachętą do zakupu którejś z czujek do stałego monitorowania pomieszczenia - Airthings Corentium Home lub Airthings Wave. W sprawie profesjonalnych pomiarów stężenia radonu warto zwrócić się do specjalistów - w Polsce niedawno otworzyła swój oddział doświadczona firma Radonova - LINK. I na koniec - nie lekceważmy radonu. Gaz ten jest pierwszą przyczyną raka płuc u osób niepalących, a jego ekshalacja z różnych starych wyrobów z farbami świecącymi może być bardzo silna, o czym przekonałem się podczas wizyty w CLOR, gdzie m.in. mogłem obejrzeć komorę radonową do kalibracji detektorów. Dlatego, jeśli coś wykazuje silną emisję, lepiej się tego pozbyć, dla dobra własnego i otoczenia.
Jeśli prowadziliście własne pomiary emisji radonu lub macie uwagi co do metodyki pomiaru, dajcie znać w komentarzach.
Firma Airthings produkuje szeroki asortyment czujników jakości powietrza, w tym również czujki radonu. W zeszłym roku, dzięki uprzejmości Zuzanny, miałem możliwość testowania modelu Wave, wykorzystującego łączność Bluetooth do współpracy z aplikacją w telefonie. Tym razem przedstawię inny produkt firmy - czujkę Correntium Home, oferowaną do niedawna jako model Canary.
Miernik ten pokazuje średnie stężenie radonu, zarówno w dłuższym, jak i krótszym czasie uśredniania. Wskazuje również liczbę dni, z których obliczana jest średnia krótkoterminowa - początkowo jest to średnia jednodniowa, zaś po tygodniu czujka na zmianę wyświetla średnią z 1 i 7 dni. Wynik podawany jest, w zależności od wersji czujki, albo w bekerelach na metr sześcienny (Bq/m3), albo w pikokiurach na litr (pCi/l). Pierwsza jednostka stosowana jest w Europie, druga w USA. Niestety czujka nie umożliwia zmiany jednostek, co jest uciążliwe, z uwagi na brak równego przelicznika umożliwiającego szybką konwersję - 1 pCi/l = 37 Bq/m3. Więcej o jednostkach aktywności - LINK.
Zasilanie odbywa się z 3 paluszków AAA. Baterie dostarczane są w zestawie, zatem by uruchomić czujkę, wystarczy wyjąć pasek folii, osłaniający styk baterii w komorze. Wówczas czujka włączy się i będzie odliczać kolejne cyfry do 50 w ciągu 30 sekund, po czym rozpocznie się pierwszy pomiar. Trwa on od 6 do 24 godzin, w zależności od stężenia radonu w danym pomieszczeniu.
Przez ten czas na wyświetlaczu będą migać poziome kreski, początkowo 4, które następnie zaczną po kolei znikać. W moim przypadku pierwszy pomiar zajął całe 24 godziny, przez ostatnie kilka godzin migała już tylko jedna kreska. Gdy kreski znikną, zobaczymy wstępne wyniki. Czujka wyświetla średnie stężenie radonu w skali długo- i krótkoterminowej:
długoterminowa jest obliczana dla całego upływającego roku i aktualizowana raz na dzień
krótkoterminowa pokazuje na zmianę średnią dzienną aktualizowaną co godzinę i średnią tygodniową aktualizowaną codziennie.
Dokładność pomiaru rośnie wraz z jego długotrwałością - przy 2 tygodniach błąd wynosi nie więcej niż 20%, przy miesiącu - nie więcej niż 10%. Liczbę dni od ostatniego resetu wyświetlimy małm przyciskiem "mode" na tylnej ściance, który wciskamy długopisem. Pomiar można zresetować wciskając długopisem przycisk "reset" na tylnej ściance, albo wyjmując baterie. Niestety, wymiana baterii oznacza utratę danych zapisanych przez urządzenie. Przydałby się jakiś rodzaj pamięci nieulotnej albo dodatkowa bateryjka podtrzymująca. Jak widać obsługa jest bardzo prosta, można nawet powiedzieć, że czujka jest bezobsługowa - wystarczy włączyć i umieścić w odpowiednim miejscu, a następnie cierpliwie poczekać. Właśnie, gdzie powinniśmy zamontować ten czujnik radonu?
Przede wszystkim min. 50 cm nad podłogą i 150 cm od drzwi, okien i ciągów wentylacyjnych. Należy też unikać stałego nasłonecznienia. W tylnej ściance obudowy jest uchwyt do zawieszenia na haczyku lub gwoździu, możemy więc powiesić czujkę na ścianie, należy jednak pamiętać, by nie przylegała ściśle do ściany, gdyż na tylnej powierzchni znajdują się otworki, którymi radon dociera do detektora. W czujce przydałaby się jakaś rozkładana podstawka, umożliwiającą postawienie biurku czy półce, jak się stawia ramkę na zdjęcie, termometr elektroniczny itp.
Znalezienie odpowiedniego miejsca często nie jest łatwe. W moim pokoju musiałem chwilę pogłówkować, gdyż zewsząd jest blisko do drzwi i okna. W dodatku okno zajmuje prawie całą szerokość ściany i jest umieszczone od zachodu, co przy mieszkaniu dwustronnym (wschód-zachód) zapewnia silny przeciąg i zakłócałoby pomiar.
Ostatecznie czujkę umieściłem równo 1,5 m od okna, na boku regału z książkami, w drucianym koszyczku umożliwiającym dostęp powietrza do tylnej ścianki. Po pierwszym tygodniu w pokoju o wymiarach 3x3 m stężenie radonu oscylowało między 3 a 10 Bq/m3 z jednorazowym skokiem do 28 (!). Na poniższym zdjęciu, wykonanym po 2 tygodniach czujka wyświetla średnią długoterminową 7 Bq/m3 i 7-dniową 9 Bq/m3.
Okno zwykle jest uchylone, ale przez noc i większość dnia drzwi są zamknięte. Świecidełka mogące wpłynąć na pomiar są nieliczne i izolowane - zegarki mają szkiełka, a tarcze do nich są w woreczkach strunowych i w metalowej kasetce. Sprawdziłem zresztą skuteczność tych zabezpieczeń, ale to tym innym razem. Ekshalacja radonu z ceramiki uranowej jest pomijalna, jak już wykazałem przy czujce Wave. Emisję ze szkła uranowego tym bardziej można pominąć z racji mniejszej zawartości uranu w szkle niż w ceramice i jego silniejszego związania w materiale. Pomiar będzie prowadzony aż do wyczerpania baterii w czujce, a średnią długoterminową podam w rocznicowej notce.
Skoro jesteśmy przy zasilaniu, to baterie starczają na ok. 2 lata, zaś sam detektor ma znacznie większą trwałość, o ile nie narażamy go stale na duże stężenia radonu, rzędu setek Bq/m3. Takie stężenia występują na szczęście w nielicznych rejonach kraju, gdzie występują skały o dużej zawartości uranu, który ulega wieloetapowemu rozpadowi promieniotwórczemu do radu i następnie do radonu. W Polsce są to głównie tereny na Dolnym Śląsku i Podkarpaciu - poniżej zawartość radu-226 w wierzchniej warstwie gleby na podstawie Atlasu Radiologicznego Polski.
Inną sprawą są źródła sztuczne, czyli głównie farby świecące zawierające rad w różnego rodzaju przyrządach pomiarowych, przede wszystkim lotniczych, ale nie tylko. Wiele urządzeń wojskowych miało różnego rodzaju świecące znaczniki, choć zwykle były one niewielkie, np. pojedyncze elementy sterujące radiostacji. Poważniejszy problem stanowią wskaźniki lotnicze (wysokościomierze, wariometry, chronometry, sztuczne horyzonty, manometry, amperomierze, woltomierze etc.), których cyfry, indeksy i wskazówki aż do lat 60. XX w. były obficie smarowane farbą radową [LINK]. Teoretycznie przyrządy te powinny być hermetyczne, jednak radon przenika przez najmniejsze szczeliny, a uszczelnienia zwykle są zużyte z powodu upływu czasu..
W przypadku eksponowania takich obiektów w pomieszczeniach o słabej wentylacji stężenie radonu może niebezpiecznie wzrosnąć. Wtedy czujka Correntium Home w ciągu jednej doby wstępnie oszacuje, ile dany przedmiot emituje radonu. Długoterminowy pomiar pokaże z kolei, czy jest konieczność podejmowania działań prewencyjnych. Na radon od radowych farb świecących najbardziej narażone są muzea z ekspozycją pod dachem, gdzie eksponowane są kokpity starych samolotów lub nawet całe maszyny, a wentylacja nie jest dostateczna. Poniżej symulator lotu samolotu MiG-15 z warszawskiego Muzeum Techniki, w tym przypadku duża kubatura sal Pałacu Kultury i dobry przepływ powietrza szerokimi korytarzami zmniejszają koncentrację radonu:
Wracając do naszej czujki, to głównym mankamentem jest brak możliwości rejestracji danych i późniejszego ich odczytu lub zgrania na komputer. Nie prześledzimy zatem dobowych czy rocznych wahań stężenia radonu jak w przypadku czujki Wave, chyba że na bieżąco będziemy notować wskazania. Jest to mniej wygodne niż wykres generowany przez model Wave, który można było obejrzeć na telefonie lub zapisać na komputerze. Ogólnie Correntium Home jest mniej zaawansowana technicznie niż Wave, co jest o tyle zaletą, że upraszcza obsługę - nie trzeba rejestrować konta i mieć problemów z synchronizacją przez Bluetooth.
Zerknijmy jeszcze na aspekt finansowy. Podobnie jak inne detektory radonu, ta czujka rzadko pojawia się na polskim rynku. Na Allegro, oprócz upolowanej przeze mnie okazji, znajduje się tylko jeden i to uszkodzony egzemplarz, niemogący od dłuższego czasu znaleźć nabywcy. [edit 8.06.2020 - widziałem 2 kolejne egzemplarze, cena na licytacji doszła do 150 i 267 zł, czyli znacznie więcej, niż mi się udało zapłacić]. Na niemieckim Ebay ceny zaczynają się od 170 euro (720 zł), a sam producent oferuje czujkę za 169 funtów (840 zł) [LINK]:
Bardziej zaawansowana - i oczywiście droższa - wersja "Plus" oferuje też pomiar temperatury, wilgotności, ciśnienia i przechyłu (tilt), współpracę z USB, dodatkową pamięć, oprogramowanie do sczytywania oraz odczyt aktualizowany co godzinę. Wszystko za "jedyne" 759 funtów (3777 zł), choć dużo tańsza czujka Wave ma te wszystkie opcje oprócz pomiaru ciśnienia i przechyłu.
***
Wysoka cena i mała podaż detektorów na rynku są moim zdaniem głównymi przeszkodami w ich upowszechnieniu, oprócz oczywiście niskiego poziomu wiedzy o zagrożeniu radonowym. Porzućmy na chwilę nasz naukowy, świadomy ogląd świata i wczujmy się w typowego Kowalskiego, któremu jakiś "jajogłowy" zaczyna opowiadać o radioaktywnym gazie, który wydobywa się ze ścian i piwnicy jego domu, i który trzeba mierzyć czujką za 700-800 zł. Weźmie nas za naciągacza niczym od "magicznych garnków" albo nawiedzonego sekciarza noszącego czapeczkę z folii aluminiowej... Swoją czujkę kupiłem na licytacji, w której wzięło udział, oprócz mnie, jedynie 6 osób. Cena osiągnęła zaledwie 57 zł, choć spodziewałem się bardziej zażartej licytacji. Myślę, że kwota, którą przeciętny obywatel byłby gotów zapłacić za czujnik radonu, oczywiście po odpowiednim uświadomieniu, nie przekraczałaby ceny typowego czujnika dymu czy gazu. W przeciwnym wypadku będzie to uważane za "fanaberię", a naukowców traktować będą na równi z różnego rodzaju szarlatanami od "odpromienników" bądź też cwaniaków, chcących wyłudzić znaczne kwoty. Pewnym rozwiązaniem byłoby wypożyczanie czujników na czas niezbędny do przeprowadzenia pomiarów, choć w tym przypadku lepiej by się sprawdziły albo detektory śladowe z folią CR (pomiar długookresowy), albo Pico-RAD-y z węglem aktywnym do pomiaru krótkookresowego (48 h). Takie detektory można rozstawić w wybranych punktach lokalu (sypialnia, piwnica), a następnie zebrać i po odczytaniu w laboratorium przekazać wynik wraz z oceną.
***
Pewną nadzieją na rozwój rynku detektorów radonu jest znowelizowane niedawno Prawo Atomowe. Zawiera ono nowe regulacje w kwestii ekspozycji na radon. Dotyczą one narażenia w miejscu pracy (art. 23b) oraz w budynkach mieszkalnych (art. 23c). W przypadku miejsc pracy obowiązek pomiaru radonu dotyczy:
stanowisk na parterze i w piwnicach budynków stojących na terenach o podwyższonym stężeniu radonu,
stanowisk pracy przy uzdatnianiu wody na tychże terenach,
przy pracach pod ziemią - bez względu na rodzaj terenu.
Jeśli chodzi o budynki mieszkalne, to nabywca lub najemca może zażądać stosownych wyników pomiarów, przeprowadzonych przez akredytowane laboratorium. Przepisu nie stosuje się do wynajmujących nieprowadzących działalności gospodarczej. Więcej w tekście ustawy, m.in. art. 23e mówi o identyfikacji terenów narażonych na radon, którą prowadzi Główny Inspektor Sanitarny - https://www.lexlege.pl/prawo-atomowe/ Niestety na chwilę obecną brak ogólnokrajowego monitoringu radonu. Pewną pomocą może być podane w cytowanym wyżej Atlasie Radiologicznym Polski 2011 stężenie radu-226 w glebie [LINK, s. 35-38], choć oczywiście zawartość radonu w powietrzu zależy nie tylko od ilości radu w podłożu skalnym, ale od budowy geologicznej podłoża, przepuszczalność gruntu i innych czynników, wliczając w to nawet porę roku. Więcej na ten temat w notce o radonie [LINK].
Wspomniane zmiany prawne mogą nieco ożywić rynek detektorów radonu i usług pomiaru, jak również wpłynąć na świadomość radonowego zagrożenia. Czujki mogą stać się potrzebne chociażby w celu oszacowania stężenia radonu w danym miejscu, co pozwoliłoby podjąć decyzję o wykonaniu fachowych pomiarów lub ich zaniechaniu. Jest to jednak kwestia kilku najbliższych lat. Na chwilę obecną pozostaje praca uświadamiająca, którą niniejszym wykonuję. Jeżeli macie jakieś pytania w kwestii radonu, zgłaszajcie je przez formularz kontaktowy bloga, postaram się na nie odpowiedzieć.
***
Przejdźmy zatem wreszcie do podsumowania. Zaletą Correntium Home jest bezpośredni odczyt wyniku, prosta obsługa i niewielkie wymiary, wadą - wysoka cena, niewielka podaż na rynku, brak współpracy z komputerem, brak możliwości zmiany jednostek, w których prowadzony jest pomiar oraz brak podstawki umożliwiającej ustawienie czujki na płaskim podłożu zamiast zawieszania. Jeżeli chcemy po prostu ustalić stężenie radonu w naszym domu i na bieżąco je monitorować, nie bawiąc się w statystyki i porównania z temperaturą i wilgotnością, czujnik ten w zupełności wystarczy. Jeśli jednak mamy bardziej naukowe ambicje, wybierzmy model Wave. Na niemieckim Ebay oba detektory pojawiają w podobnej cenie.
