STRÅLING I HOS I RELASJON TIL RADIOAKTIVITET I BYGNINGSMATERIALER. av Erling Stranden

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "STRÅLING I HOS I RELASJON TIL RADIOAKTIVITET I BYGNINGSMATERIALER. av Erling Stranden"

Sigrid Gustavsen
7 år siden
Visninger:

1 STATENS INSTITUTT FOR STRÅLEHYGIENE SIS Rapport 1980:1 STRÅLING I HOS I RELASJON TIL RADIOAKTIVITET I BYGNINGSMATERIALER av Erling Stranden Foredrag ved Nordisk Selskap for stråleverns temamøte på Geilo januar State Institute of Radiation Hygiene Osterndalen Osterås Norway 1980

Foredrag ved Nordisk Selskap for stråleverns temamøte på Geilo 6. -9.

2 1. Innledning For å kunne vurdere bygningsmaterialer med høye konsentrasjoner av de naturlige radioaktive nuklidene er det nødvendig å kunne forutsi hvilke strålenivåer innendørs en gitt konsentrasjon i et bygningsmateriale vil gi. Det er også viktig å ha kjennskap til hvilke strålenivåer man finner i allerede eksisterende hus og det radioaktive innhold i "vanlige" bygningsmaterialer som betong og teglstein. I det følgende vil vi oppsummere en del av de undersøkelser som er utført ved Statens Institutt for Strålehygiene på dette området. 2. Radioaktivitet i norske bygningsmaterialer Vi har foretatt malinger av radioaktivitet i ulike bygningsmaterialer fra ulike distrikter i landet (1). I tabell 1 er disse resultatene oppsummert. Distriktene det vises til er avmerket på figur 1. "7JH Al ^ Specific activity of some building materials and indoor y-ray exposure rates inside buildings in different districts oi Xonvw Material aud Number Specific activity (pci g -1 ) Exposure district of rate (Gg- 3) samples»»k " Eft "»Th (ur r--") Concrete I II III IV V S VI VII B6 «9 VIII 10 KM IX X XI 10 2S Alldistricts ?l1 Xonvay with the districts indicated. Brick All districts IS LBCA All districts 12 21»

Det er også viktig å ha kjennskap til hvilke strålenivåer man finner i allerede eksisterende hus og det radioaktive innhold i "vanlige" bygningsmaterialer som betong og teglstein.

3 - 2 - I fig. 2 er fordelingen av målingene for betong på landsbasis vist 'i 50 s.. SLO "5 i, K=t37 Mir>. = 026pC CJ 1 M«in=095pC 9 S\w = 38 pc gl -137 i n = 01=Cig-' r -an=c"jpci g-' r ex - 31 pc- g-' H = 13' MmstrpCtg- 1 Moan=17 5 pci g' : Max = 233 pci g-' 2: 10?/6 1 JO =f=r Spe*- ccctiv.t, IpCig* 1! '.0 Xumber of men n.ei.t-.n euch activity interval for concrete. Leca og teglstein produseres i bare noen få fabrikker, og disse bygningsmaterialene eksporteres til de ulike distrikter. Prøver fra disse fabrikkene skulle derfor være representative for landsgjennomsnittet. 2. Gammastråling innendørs For å kunne vurdere nye bygningsmaterialer med nøyt radioaktivt innhold har vi utviklet et dataprogram som kan kalkulere eksposisjonsraten fra vegger med ulike tykkelse og tetthet. I fig. 3 er noen slike beregninger vist. Beregningene er 2 utført i en avstand 3 ra fra 6 x 2.5 m vegger av ulik tykkelse og tetthet (1).

/6 1 JO =f=r- 315 2025 30 3511 05 13 15 20 25 30 35 40 Spe*- ccctiv.t, IpCig* 1! 5 13 15 20 25 30 35 '.0 Xumber of men n.ei.t-.n euch activity interval for concrete.

4 IO W « Wall thickness lem] Fig-5 Exposure rate from a 6 x 2-5 m* wall ot a distanco or 3 m tor different densities and thicknesses. Som man ser av denne figuren, vil en gipsvegg (tetthet 0.8 g/cm 3 ) på noen få cm tykkelse bare gi en eksposisjonsrate på noen få prosent av det man får fra en tykk betongvegg med tilsvarende radioaktive konsentrasjoner. Vi utførte også beregninger for modellrom som kan tenkes å være representativt for blokkleiligheter. For rom med betongvegger ble f stigende antagelse brukt s a) Rommet er9x5x2.5m. b) 3 vegger, gulv og tak er laget av betong. En vegg er tatt bort for å ta hensyn til dører og vinduer. c) Gulv og tak er 25 cm tykke, mens veggene har tykkelse 20 cm. Teglstein og Leca brukes bare som vegger. For rom med slike vegger antok vi at gulv og tak er laget av vanlig betong som i betonghus. I tabell 2 er beregninger for disse modellrommene vist (1).

8 g/cm 3 ) på noen få cm tykkelse bare gi en eksposisjonsrate på noen få prosent av det man får fra en tykk betongvegg med tilsvarende radioaktive konsentrasjoner.

5 - 4 Material Tnble^L Specific exposure rates inside the model rooms Concrete 2-35 Specific exposure rate (jir h )/(pc> g- 1 ) Density (g cm- 3 /»1C»»Rn»=Xh lill Brick 2-0 Walls LECA 0-7 Walls Bruker vi nå dataene fra tabell 1, kan vi beregne eksposisjonsraten i ulike hustyper på landsbasis. Dette er vist i tabell 3. For Leca og teglstein har vi antatt at betongen som er brukt har innhold lik middelverdien for landet. Vi har også satt opp resultater fra malinger på landsbasis utført av Storruste et al. (2) i begynnelsen av sekstiårene. Ut fra tabellen synes det som om det er en god sanunenheng mellom teoretiske og eksperimentelle verdier, noe som også er vist ved malinger i et rom med kjent innhold av radioaktivitet i bygningsmaterialene. Tabell 3. Målte og beregnede verdier for eksposisjonsrate i ulike hustyper Hustype Betong Teglstein Målt {,ur/h) Ref (2) Beregnet (,ur/h)

Dette er vist i tabell 3. For Leca og teglstein har vi antatt at betongen som er brukt har innhold lik middelverdien for landet.

6 Radon innendørs Konsentrasjonen av radon innendørs kan uttrykkes som (vi ser her bort fra andre kilder enn bygningsmaterialer og bakken, og antar at utendørsluften har liten konsentrasjon sammenlignet med innendørs) : C(t) ( 1 - e" Xt ) + C 0 e~ Xt (1) Hvor: C(t) C o E F V X radonkonsentrasjonen (pcil ) i tidspunkt, t. radonkonsentrasjon (pcil ) i tidspunkt 0. eksposisjonsrate pr. tids- og flateenhet. overflaten av radonkilden. volumet av rommet. ventilasjonsraten (h~ ). Dette gjelder når X>> decaykonstanten for radon. Under likevektsforhold vil vi ha: E ' F C = (2) Eksposisjonsraten har blitt målt av oss for en del vegger av ulike bygningsmaterialer (3). Noen av disse resultatene vises i tabell 4. Tabell 4. Spesifikk ekshalasjonsrate fra ulike vegger. Ref (3) Material Typi- Cal Exhalasjon rate per unit wall thickness (cm) activity (pcim~ h per pcig -1 of 226 Ra) Concrete Brick Leca

sammenlignet med innendørs) : C(t) ( 1 - e" Xt ) + C 0 e~ Xt (1) Hvor: C(t) C o E F V X radonkonsentrasjonen (pcil ) i tidspunkt, t. radonkonsentrasjon (pcil ) i tidspunkt 0. eksposisjonsrate pr.

7 - 6 - Her er ekshalasonsrate oppgitt pr. aktivitetsenhet (pci/g) av radium. Tidlige malinger i betonghus har vist at midlere verdi for radonkonsentrasjonen i disse husene er 2.0.pCi/g. Setter vi F/V =1.8 m og c =0.75 pci/g får vi at Ka ekshalasjonsraten blir: pcim h /pcig når vi antar at X er mellom 0.3 og 0.5 h~. I den senere tid har vi også gjort noen forsøk med å 3 måle ekshalasjon fra 10 x 10 x 10 cm betongklosser ved å inneslutte disse i lukkede beholdere (5). Ekshalasjonsraten her var i middel =4.0 pcih pr. pci/g. Sammenligner vi dette tallet med verdiene for betong i tabell 4, finner vi at følgende gjelder: E vegg «P^'V 1 ) *125 E f a l o k k (pcih" 1 ) (3) Ut fra dette kan man si en del om hvilke radonkonsentrasjoner som kan forventes ved kun å måle på 10 x 10 x 10 cm blokker av bygningsmaterialer. Dette vil være en mer praktisk metode for å vurdere nye bygningsmaterialer enn å få bygget ferdige vegger før man kan måle radonekshalasjonen. Ot fra slike malinger er det i hvert fall mulig å anslå de maksimale radonkonsentrasjoner som kan forventes fra et bygningsmateriale med høy radiumkonsentrasj on. For å kunne beregne doser til lungene, må man ha kjennskap til likevektsfaktoren mellom radon og dets datterprodukter. Malinger og teoretiske betraktninger tyder på at en representativ verdi for likevektsfaktoren i hus vil være på omkring 0.5 (4). 5. Konklusjon Ut fra de betraktninger som her er gjort, synes det som de modeller som vi har funnet fram til vil gi et rimelig godt bilde av strålingsnivået innendørs som funksjon av radioaktivitet i bygningsmaterialene. OECD foreslår at

I den senere tid har vi også gjort noen forsøk med å 3 måle ekshalasjon fra 10 x 10 x 10 cm betongklosser ved å inneslutte disse i lukkede beholdere (5). Ekshalasjonsraten her var i middel =4.

8 - 7 - følgende formler skal være oppfylt for at det ikke skal være nødvendig med utredninger om strålenivået fra et nytt bygningsmateriale. Sa + C Th + C K og (4) C Ra < Hvor C 2, c T h» C er aktivitetskonsentrasjonene av av radium, thorium og kalium uttrykt i Bq/kg. ( lpci/g = 37 Bq/kg).. Bruker vi modellrommet for betong, vil helkroppsdosen for opphold 80% av tiden i et hus med betong som oppfyller likheten for summeformelen være 105 mrad/år. Vi har her tatt hensyn til skjermingen av kroppen for de indre organene. Utendørs er strålenivået tidligere målt til 7.3/trad/h i luft. Det vil si at for betong som har radioaktive konsentrasjoner som over, vil det å bo i hus gi en tilleggsdose på ca. 65 mrad/år. Dette vil representere det maksimale tillegg man vil få, fordi betong er det ugunstigste materialet med hensyn til eksposisjonsrate pr. aktivitetsenhet. Ser vi nå på en betong som inneholder 100 Bq/kg med 2 1 radium (2.7 pci/g) vil ekshalasjonsraten bli 1350 pcim h Dette vil, med en ventilasjonsrate på 0.3h~ gi en innendørs radonkonsentrasjon på ca. 8 pcil". Radondatterkonsentrasjonen vil da bli omtrent 4 pcil. Dette vil igjen representere maksimalverdier, både fordi beregningene er utført for en lav ventilasjonsrate, og fordi typiske betongvegger har en vesentlig høyere ekshalasjonsrate pr. aktivitetsenhet enn vegger av de fleste andre materialer.

. Bruker vi modellrommet for betong, vil helkroppsdosen for opphold 80% av tiden i et hus med betong som oppfyller likheten for summeformelen være 105 mrad/år.

9 - 8 - Referanser (1) Stranden E., 1979, "Radioactivity of Building Materials and Gamma Radiation in Dwellings", Phys.Med.Biol., 24, 931. (2) Storruste A., et al, 1965, "Measurements of environmental gamma radiation in Norwegian houses", Health Phys., 11, 261. (3) Stranden E. and Berteig L., 1979, "Radon in dwellings and influencing factors", Health Phys. in (4) Stranden E., Berteig L. and Ugletveit F., 1979, "A study on Radon in dwellings", Health Phys., 36, 413. (5) Stranden E., 1979, "Metode for vurdering av bygningsmaterialer med nøyt radioaktivt innhold", Stanens Inst. for Strålehygiene, SIS rapport 1979:4.

, 1979, "Radon in dwellings and influencing factors", Health Phys. in (4) Stranden E., Berteig L. and Ugletveit F.

Like dokumenter

RADIOAKTIVITET I BYGNINGSMATERIALER Problemnotat til Statens Forurensningstilsyn. Av. Erling Stranden

STATENS INSTITUTT POR STRÅLEHYGIENE SIS Rapport. 1979:3 RADIOAKTIVITET I BYGNINGSMATERIALER Problemnotat til Statens Forurensningstilsyn. Av Erling Stranden State Institute of Radiation Hygiene Øster/idalen