מאגר חברות ואנשי מקצוע מובילים בעולם הבנייה

Environmental Radiation Laboratory
המעבדה למדידת קרינה סביבתית
מדידת גז ראדון בקרקע, במבנים ובמוצרי בנייה

מדידות של:
תכולת היסודות הרדיואקטיבים בדוגמאות גיאולוגיות, חומרי מוצא, מוצרי בניה ובדוגמאות קרקע, מים ,צמחיה ומוצרי מזון.
מדידת קצב שפיעת ראדון בקרקע, במבנים ובמוצרי בניה.
טל: 050-765211, 054-4552219 פקס: 03:5374860 [email protected] :דוא"ל




המעבדה למדידת קרינה סביבתית
בעלת היתר מס' 1116 מהמשרד לאיכות סביבה
טל: 5374850 - 03 פקס: 5374860 - 03


מדידת גז ראדון בקרקע, במבנים ובמוצרי בניה



ס. דניאל נתן לביא

מומחה ויועץ איטום ובידוד תרמי יועץ למדידת קרינה סביבתית

ואקוסטי ומערכות גמר בניה



מבוא

בשנים האחרונות קיימת מודעות רבה להשלכות הרדיולוגיות הנובעות מריכוזי היסודות הרדיואקטיביים בחומרי מוצא ובמוצרי בניה.

הרבה סקרים נעשו בעולם ולצורך זה נבנו מודלים שונים למציאת היחס בין ריכוזי הרדיונוקלידים במוצרי הבניה ובין מנת החשיפה המחושבת מקרינת גאמא הצפויה לאנשים הגרים בחדרים שנבנו ממוצרים אלה.

בשנים האחרונות מסתמנת מגמה ברורה בישראל ליצירת תקנים חדשים לשמירה, למעקב ולהגבלה של הפצת החומרים ומוצרי הבניה. החלטת הועדה המקצועית התורתית לפיקוח על הקרינה בישראל היא כי מנת הקרינה האפקטיבית השנתית מקרינת גאמא ומראדון יחד הנגרמת ע"י מוצרי בניה לא תהיה גדולה מ- 0.45 mSv לשנה.

המעבדה למדידת קרינה סביבתית שהקימה החברה לשרותי איכות הסביבה, ממוקמת בתל אביב ברחוב יצחק שדה מס' 40 והיא בעלת יכולת אנליטית מובהקת למדידת רדיונוקלידים בדוגמאות גאולוגיות, בחומרי מוצא, מוצרי בניה ומדידת קצב פליטת גז הראדון במבנים ובמוצרי בניה.

גורמים מקצועיים רבים בישראל מסתייעים בשרותי מעבדתנו הן לצורך גיגום על ידי הצבת גךאי החברה והן על ידי האנליזה המתבצעת במעבדתנו.

לרשות המעבדה ציוד מתקדם הכולל :
1 . מערכת של ספקטרומטרית גאמא למדידת רדיונוקלידים במטריצות השונות

2 . גלאי אלקטרט ומארזי פחם למדידת קצב פליטת גז ראדון במבנים או במוצרי בניה על ידי ספקטרומטרית גאמא.

3 . מערכת של ספקטרומטרית אלפא למדידה ישירה של קצב פליטת הראדון ממוצרי בניה


גז ראדון במבנים - דף הסבר לאזרח

ראדון - 222Rn הוא גז רדיואקטיבי בעל מחצית חיים של 3.8 ימים, הנוצר מהתפרקות של ראדיום

(Ra-226) הנמצא בקרקע וכן בכל סוגי חומרי הגלם ומוצרי הבניה למיניהם .

לאחר היווצרותו בקרקע הוא מחלחל כלפי מעלה ועלול לחדור למבנים דרך סדקים ביסודות המבנה או דרך הצנרת.

העדר אוורור בחדרים צמודי קרקע, אולמות או מחסנים תת-קרקעיים יכול לגרום להצטברות יתר של גז ראדון ולפיזורו בחלל החדר. רמת הראדון בחדרי בטחון (ממ"ד) או מחסנים תת-קרקעיים עשויה להיות גבוהה בהשוואה למבנים העשויים מבלוקים הרגילים וכל וזאת בגלל המבנה של יציקת הבטון המסיבית והמחסור באוורור. הראדון בחלל החדר עולה כאשר החדר אטום ואינו מאוורר וזאת גם הסיבה שהמשרד לאיכות הסביבה ממליץ לבצע מדידות בממ"ד בתנאי מחיה רגילים (כאשר הוא אינו אטום) ולתקופה של כמספר חודשים. במצב כזה הראדון הנוצר עשוי לצאת החוצה דרך החלונות או פתחים אחרים.

יש לציין שגז הראדון מהווה כ- 54% מכלל מקורות הקרינה הקיימים, אליהם נחשף האדם .


סיכוני בריאות

מהספרות המקצועית ידוע כי ראדון מהווה גורם למחלת סרטן הריאות עקב אינטרקציה בין בנות הראדון הנספחות לחלקיקי אבק המגיעים לריאותינו כאשר אנו נושמים את האוויר.


בנות הראדון- 214Pb, 214Bi הן בעלות מחצית חיים קצרה ופולטות קרינת אלפא המהווה סיכון בריאותי כאשר הן חודרות ומתפרקות ברקמת הריאה.

מחקרים ברחבי העולם הוכיחו שבמקרים מסוימים הנזק הקרינתי של בנות הראדון עלול לגרום לשיבושים בצופן הגנטי של התא.


תקנים לשמירת רמת הסף של ראדון

לפי הנחיות אגף הקרינה, במשרד לאיכות הסביבה, רמת הסף הדורשת נקיטת אמצעים היא ריכוז של 200 בקרל (התפרקויות) למטר מעוקב במדידות ארוכות טווח של 3-6 חודשים בתנאי מחיה רגילים (כאשר החדרים מאווררים).

לגבי חדרים רגילים כגון חדרי מגורים או חדרי שינה ניתן לבצע מדידות קצרות טווח של 2-5 ימים כאשר החדר אטום ואינו מאוורר. רמת הראדון בחדרי בטחון (ממ"ד) או מחסנים תת-קרקעיים עשויה להיות גבוהה בהרבה בהשוואה למבנים העשויים מבלוקים הרגילים וכל וזאת בגלל המבנה של יציקת הבטון המסיבית.

מדידות קצרות טווח עשויות לתת תשובה מהירה לגבי רמת הראדון במבנים בנסיבות הקיימות והן מתבצעות במשך 2-5 ימים כאשר החדר הנבדק הוא סגור. לאור העובדה שיש מקומות בהם האוורור לא מופסק מבצעים מדידות קצרות טווח בתנאי המחיה הקיימים מדידות ארוכות טווח מתבצעות במשך 3 חודשים בתנאי מחיה רגילים (חדרים מאווררים).

ניתן לבדוק את רמת הראדון במבנים בהם שוהים אנשים, ע"י מדידה קצרת תווך, כאשר החדרים אינם מאווררים והם אטומים (במידת האפשר), למשך 2-5 ימים. כך ניתן לקבל מידע לגבי רמת הראדון המצטברת בחדרים הללו.

לפי המלצות המשרד לאיכות הסביבה, רמת הראדון בבדיקות קצרת טווח צ"ל נמוכה מ- 70 בקרל למ"ק ורמת הראדון בבדיקת ארוכת טווח צ"ל נמוכה מ-200 בקרל למ"ק, בהתאמה.


שיטות למדידת גז ראדון במבנים

קיימות מספר שיטות למדידת ריכוז הראדון במבנים ואנו נציין שתים מהנפוצות שבהן:

1 . שימוש במארזי פחם פעיל- Activated charcoal canisters.

למארזי פחם יש כושר ספיחה מאוד גבוהה לגזים והשימוש בגלאיים אלו מתבצע במדידות קצרות טווח של 2-5 ימים כאשר החדר הנבדק סגור ולא מאוורר.

גלאי פחם המכיל בתוכו כ-75 גרמים של פחם פעיל עשוי לספוח במשך כשבוע כ-137 ליטרים של אוויר וכמו כן גם את גז הראדון . הפחם הפעיל נמצא בתוך מארז מתכתי כאשר מדידת הרדיואקטיביות של גז הראדון מתבצעת באמצעות מדידת בנות הראדון , 214Pb, 214Bi ע"י מערכת מכוילת של ספקטרומטרית גאמא.

סף הגילוי של מארזי פחם המסחריים לראדון הוא כ- 10 Bq/m3.


2 . גלאי אלקטראט
השיטה מבוססת על יוניזציה של האוויר (ע"י הראדון) בתוך תא דיפוזיה המכיל בתוכו את הגלאי הטעון מתח חשמלי. כתוצאה של פתיחת התא לאוויר, גורמת הקרינה הנפלטת מהראדון ליינון האוויר ולירידה במתח החשמלי. הפרש בין המתח ההתחלתי והמתח הסופי הנמדד בסיום החשיפה פרופורציוני למכפלת ריכוז הראדון במשך זמן חשיפתו.

קיימים תאים למדידת הראדון במבנים, בנפח של 58 מ"ל (עבור מדידות ארוכות תווך), ובנפח של 210 מ"ל עבור מדידות קצרות תווך, בהתאמה.

עבור מדידה ישירה של ראדון מהקרקע או ממוצרי בניה קיים תא גדול בצורת חצי כדור ובנפח של 960 מ"ל. אנו משתמשים בשתי השיטות המוזכרות לעיל.

תחום המדידה תלוי במתח שעל הגלאי ובנפח תא הדיפוזיה. ככל שנפח תא הדיפוזיה ועובי הגלאי גדלים ניתן למדוד ערכים נמוכים יותר של ראדון . סף הגילוי הוא כ- 15 Bq/m3


פתרונות להורדת רמת הראדון במבנים

הפתרון המהיר והיעיל ביותר להורדת רמת הראדון במבנים הוא איוורור טוב. החלפת האוויר מספר פעמים ביממה במבנה תגרום לירידה משמעותית של רמת הראדון.

לאור זאת מומלץ, להחדיר אוויר מבחוץ פנימה ולא להוציא את האוויר מבפנים החוצה כי אז נוצר תת לחץ בחדר שעלול לגרום לחדירה רבה יותר של ראדון לתוך המבנה מן הקרקע. פתרון המסתמן לאחרונה הוא צביעת הקירות בצבעים מתאימים המצמצמים באופן משמעותי את רמת הראדון.

לסיכום, ניתן להתגבר על בעיה זו ע"י טיפול מתאים, כגון: סתימת סדקים במבנה, איוורור מוגבר וצביעת קירות.


מדידת תכולת היסודות הרדיואקטיביות במוצרי בניה

ע"י ספקטרומטרית גאמא וחישוב אינדקס הקרינה הנפלטת

כפי שהוסבר בפרק המבוא, לשמירת והגבלת ריכוז היסודות הרדיואקטיביים בחומרי ובמוצרי הבניה יש חשיבות רבה, לאור העובדה שמנת החשיפה השנתית המצטברת מקרינת גאמא ומראדון יחד, חייבת להיות קטנה מ- 0.45 מיליסיוורט לשנה.


אופן הבדיקה

מדידת תכולת היסודות הרדיואקטיביים, 226Ra, 232Th, 40K- ביחידות של בקרל לק"ג מתבצעת במערכת מכוילת של ספקטרומטרית גאמא.

את מוצר הבניה טוחנים לאבקה דקה ומייבשים בטמפרטורה של 105°C-עד לקבלת משקל קבוע והומוגניזציה. מעבירים למיכל המדידה הסטנדרטי בנפח של 1 ליטר אשר נסגר הרמטית כדי לאפשר ל- 222Rn להגיע לשווי משקל עם בנותיו.

כל דוגמה נשקלת בנפרד לפני הסגירה ונמדדת כ- 15 יום לאחר סגירתה.


הגבלות ומיגבלות:

· המדידות מבוצעות בהתאם לפי התקן הישראלי, ת"י 5098, לבדיקת תכולת היסודות הרדיואקטיביים במוצרי בניה.

· אין המעבדה נושאת באחריות לשימוש או פרשנות שיעשו לתוצאות אלו ע"י המזמין או כל גורם אחר.


מדידת קצב פליטת גז ראדון ממוצרי בניה

קיימות מספר שיטות למדידת קצב פליטת גז הראדון ממוצרי הבניה כאשר השיטה הלא ישירה מבוססת על קליטת הראדון הנפלט ממוצר בניה על ידי מארזי פחם.

המוצר הנבדק ממוקם במיכל או בתיבה, הסגורים הרמטית.

למארזי הפחם- Activated charcoal canisters , יש תכונה של ספיחת גזים בהם גז הראדון.

גלאי הפחם הממוקם בתוך המיכל קולט על ידי תהליך הספיחה את גז הראדון הנפלט ממוצר הבניה לתוך חלל המיכל או התיבה. הראדון (הנקלט במארז הפחם בזמן החשיפה) נמדד במערכת מכוילת של ספקטרומטרית גאמא. יש לציין שבדיקה בשיטה הזו עורכת כ- ארבע ימים.

מעבדת החברה רכשה מערכת חדישה ומתקדמת ביותר, תוצרת חברתTracerlab גרמניה, המודדת באופן ישיר את קצב פליטת גז הראדון ממוצרי הבניה על ידי ספקטרומטרית אלפא. קצב פליטת גז הראדון -222Rn מפני השטח של מוצר בניה או קיר של מבנה נמדד באמצעות תא יוניזציה ספקטרוסקופי מדגם ERS תוצרת Tracerlab גרמניה. המכשיר מכויל במכון התקנים הגרמני (DK).

מדידה ישירה של קצב שפיעת גז הראדון במוצרי בניה ע"י ספקטרומטרית אלפא

מדידת קצב השפיעה של גז ראדון(Radon Exhalation Rate ) - 222Rn , 220Rn , מתבססת על העקרון של שקיעה אלקטרוסטטית (Electrostatic deposition) - של יונים חיובים טעונים (Stripping effect) של- 218Po, 216Po (אשר מהווים תוצרי דעיכה של ראדון) על מונה של-,SBD ,Surface Barrier Detector תוך שימוש במדידות רצופות במערכת של ספקטרומטרית אלפא.

מערכת המדידה מורכבת מחצי כדור עשוי מאלומיניום Aluminium - Hemisphere))

בעל נפח של 1.18 ליטר הממוקם מעל הדגם הנבדק. בחלק התחתון של המערכת מורכבת רשת חשמלית המאפשרת שדה חשמלי הומוגני וכך משפרת ומגדילה את קצב השקיעה האלקטרוסטתית של היונים החיובים על גבי המונה של - SBD.

הפעלת המתח החשמלי גורמת לחלק מאטומי הראדון לדעוך לפולוניום- 218 ופולוניום- 216 וע"י שדה החשמלי חזק הם מתישבים באופן ישיר על פני המונה. דעיכת התוצרים שעל פני המונה נמדדת ע"י ספקטרומטרית אלפא.

עליה בריכוז הראדון בתוך חצי הכדור נרשמת בפרק הזמן של מדידות הרצופות ומועברת למערכת הממוחשבת אשר מתרגמת את הסיגנל (הקריאות המדודות) לראדיאוקטיביות ביחידות של- mBq m-2 sec-1.