Sönderfallsserier N α-sönderfall. β -sönderfall. 21o

Transkript

1 Isotop Kemisk symbol Halveringstid Huvudsaklig strålning Uran U 4,5 109 år α Torium Th 24,1 d β- Protaktinium-234m 234m Pa 1,2 m β- Uran U 2,5 105 år α Torium Th 8,0 105 år α Radium Ra 1,6 103 år α Radon Rn 3,8 d α Polonium Po 3,05 m α Bly Pb 26,8 m β- Vismut Bi 19,7 m β-, α Polonium Po 1, s α Bly Pb 22,3 år β- Vismut Bi 5,0 d β- Polonium Po 138,4 d α Sönderfallsserier N Pb Tl Pb Pb α-sönderfall β -sönderfall 218 Po 214 Bi 214 Po 210 Bi 21o Po 222 Rn 234 Th 226 Ra 238 U 234 Pa 230 Th U Z Bly Pb stabil

2 Radon-isotoper vilka har betydelse för stråldosen? α-sönderfall: A A-4 β-sönderfall: A A 4 kedjor som inte överlappar varandra Toriumserien: Torium Th 1,4*10 10 år A Radon Rn 55.6 s Neptuniumserien: Neptunium Np 2.1*10 6 år A+1 Inget radon Uranserien: Uran U 4.5*10 9 år A+2 Radon Rn 3.8 dagar Aktinumserien Uran U 7.1*10 8 år A+3 Radon Rn 4 s

3 Radon-stråldos till kroppen Isotop Symbol Halveringstid Huvudsaklig strålning Radium Ra 1,6 103 år α Radon Rn 3,8 d α Polonium Po 3,05 m α Bly Pb 26,8 m β- Vismut Bi 19,7 m β-, α Radon-222 Kortlivade Radondöttrar Polonium Po 1, s α Bly Pb 22,3 år β- Vismut Bi 5,0 d β- Polonium Po 138,4 d α Långlivade Radondöttrar Bly Pb stabil

4 Stråldos till allmänheten i Sverige Egna kroppen Världsrymden Berggrunden Radon i hus Medicinsk undersökning Medicinsk behandling Övrigt (industri, kärnkraft)

5 Radon _Vagen_till_ett_radonfritt_boende.pdf

6 Radon Varifrån kommer Radonet? Marken Byggnadsmaterial Vatten

7 Radonventilation

8 Radon från marken- Beror på bl a uranhalten i marken markens genomsläpplighet läckor från marken till huset husets ventilation

9 Radon Enkelt att mäta Man kan göra något åt det Kolla noga markförhållanden innan man bygger Riskökningen störst för rökare

10 Boverket m fl. - Radon Dagens rikt- och gränsvärde på 200 becquerel per kubikmeter för radon i bostäder bör inte sänkas. Det konstaterar Boverket tillsammans med fem andra myndigheter som har utrett WHO:s nya rekommenderade gränsoch riktvärde för radon i bostäder på 100 becquerel per kubikmeter.

11 Radon- Befintligt bestånd mhusmilj%c3%b6n.pdf Från Boverkets rapport (se ovan) småhus och lägenheter i Sverige har en radonhalt på Bq/m3 och behöver därmed radonsaneras om riktvärdet skärps. Det motsvarar cirka 1,3 miljoner boende. Kostnaden för en sådan radonsanering uppskattas till miljarder kronor. De ökade driftskostnaderna uppskattas till 500 miljoner kronor per år. Saneringsåtgärderna är inte samhällsekonomiskt rimliga. För att kostnaden ska vara rimlig bör lungcancerfall förhindras per år. Minskat antal lungcancerfall i och med en sänkning av riktvärdet uppskattas till 40 fall. Saneringskostnaden för enskilda byggnader med blåbetong kan bli väldigt höga (se avsnittet kostnad för den enskilde fastighetsägaren ).

12 Radon- Nybyggnation mhusmilj%c3%b6n.pdf Från Boverkets rapport (se ovan) Knappt människor kommer varje år att bo i nybyggda bostäder med radonhalter högre än 100 Bq/m3 enligt 2010 års byggprognos. Kostnaden för de förebyggande åtgärder som krävs för att få ner radonhalten under 100 Bq/m3 vid nybyggnation uppskattas till 130 miljoner kronor för Åtgärderna är inte samhällsekonomiskt rimliga. För att kostnaden ska vara rimlig bör 0,45 lungcancerfall förhindras per år. Minskningen i antalet lungcancerfall i och med en sänkning av gränsvärdet uppskattas till 0,15 fall. Alternativt resonemang finns där kostnaden blir avsevärt lägre (se avsnittet alternativt resonemang kring nybyggnation ).

13 Strålnings växelverkan med materia Tunga laddade partiklar (t ex α-partiklar) Växelverkar främst med atomernas elektroner genom elektromagnetiska krafter (Coulumbväxelverkan) De joniserar och exciterar elektroner Lite energiförlust i varje kollition (storleksordningen 30 ev) α-partiklarna rör sig längs en rät linje, med en väldefinierad räckvidd

14 Strålnings växelverkan med materia α-partiklarna rör sig längs en rät linje, med en väldefinierad räckvidd Caption: Cloud chamber photograph of the tracks of alpha particles emitted from a source of the radioactive material thorium C' (polonium-212). Radioactive materials emit alpha particles at one or more specific energies. Most of the alphas in this photograph have the same energy & therefore travel the same distance (8. 6 cm) in the air inside the cloud chamber. A single alpha is emitted with higher energy & travels cm. The photo was taken by English physicist N. Feather in the 1920s. wnload_lo_res.html?id=

15 Strålnings växelverkan med materia Tunga laddade partiklar (t ex α-partiklar) Stopping power = Bromsförmåga - energiförlust per längdenhet För tunga laddade partiklar gäller ungefär: M, Z och E är partikelns massa, laddning och energi

16 Strålnings växelverkan med materia Lätta laddade partiklar (t ex β-partiklar) Växelverkar främst med atomernas elektroner genom elektromagnetiska krafter (Coulumbväxelverkan) De joniserar och exciterar elektroner Vid höga energier och atomnummer sänds det också ut bromstrålning De kan förlora upp till hälften av sin energi vid en händelse De ändrar oftast riktning kraftigt Räckvidden är inte väldefinierad

17 Strålnings växelverkan med materia β-partiklarna rör sig i zick zack och kan tom spridas bakåt.

18 Strålnings växelverkan med materia elektromagnetisk strålning γ-strålning De viktigaste typerna av växelverkan är: Fotoelektrisk effekt Compton -spridning Parbildning

19 Strålnings växelverkan med materia elektromagnetisk strålning γ-strålning Fotoelektrisk effekt Hela fotonens energi ges till en elektron Röntgenstrålning sänds ut när hålet fylls

20 Strålnings växelverkan med materia elektromagnetisk strålning γ-strålning Compton-spridning En del av fotonens energi avges till en elektron Fotonen ändrar riktning

21 Strålnings växelverkan med materia elektromagnetisk strålning γ-strålning Parbildning Fotonens energi används för att bilda ett elektron-positron-par samt ge dem rörelseenergi Positronen reagerar oftast med en annan elektron med annihilationsstrålning ( 2 fotoner med vardera energin 511 kev) som följd.

22 Strålnings växelverkan med materia elektromagnetisk strålning γ-strålning De tre mekanismerna dominerar i olika intervall beroende på materiens atomnummer och strålningens energi

23 γ-strålning attenueringskoefficient-absorptionskoefficient Al Pb The total absorption coefficient of aluminium (atomic number 13) for gamma rays, plotted versus gamma energy, and the contributions by the three effects. Over most of the energy region shown, the Compton effect dominates The total absorption coefficient of lead (atomic number 82) for gamma rays, plotted versus gamma energy, and the contributions by the three effects. Here, the photoelectric effect dominates at low energy. Above 5 MeV, pair production starts to dominate

24 Röntgen Röntgenstrålning växelverkar på samma sätt som γ-strålning med låg energi Ämnen med högt Z absorberar strålningen effektivt.

25 Strålnings växelverkan med materia neutroner Växelverkar med kärnor Elastisk spridning (träffade kärnan exciteras inte) Inelastisk spridning (träffade kärnan exciteras) Neutroninfångning (absorberas av kärnan) Följas av fission och/eller γ-strålning