Radioaltiva sönderfall

Sönderfallsserier
N
Isotop
Kemisk
symbol
Halveringstid
Huvudsaklig strålning
Uran-238
238U
4,5 × 109 år
α
Torium-234
234Th
24,1 d
β-
Protaktinium-234m
234mPa
1,2 m
β-
Uran-234
234U
2,5 × 105 år
α
Torium-230
230Th
8,0 × 105 år
α
Radium-226
226Ra
1,6 × 103 år
α
Radon-222
222Rn
3,8 d
α
Polonium-218
218Po
3,05 m
α
Bly-214
214Pb
26,8 m
β-
Vismut-214
214Bi
19,7 m
β-, α
Polonium-214
214Po
1,64 × 10-4 s
α
Bly-210
210Pb
22,3 år
β-
Vismut-210
210Bi
5,0 d
β-
Polonium-210
210Po
138,4 d
α
Bly-206
206Pb
stabil
148
147
146
145
144
143
142
141
140
139
138
137
136
135
134
133 214
Pb
132
131
130
210
129 Tl
128 210
Pb
127
126
125
124 206
Pb
123
α-sönderfall
238U
234Th
234Pa
β−-sönderfall
234U
230Th
226Ra
222Rn
218Po
214Bi
214Po
210Bi
21oPo
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93
Z
Radon-isotoper
vilka har betydelse för stråldosen?
α-sönderfall:
β-sönderfall:
A
A
Toriumserien:
A
Neptuniumserien:
A+1
Uranserien:
A+2
Aktinumserien
A+3
A-4
A
4 kedjor som inte överlappar varandra
Torium-232
Radon-220
Neptunium-237
Inget radon
Uran-238
Radon-222
Uran-235
Radon-219
232Th
1,4*1010 år
55.6 s
2.1*106 år
220Rn
237Np
238U
4.5*109 år
3.8 dagar
7.1*108 år
222Rn
235U
219Rn
4s
Radon-stråldos till kroppen
Isotop
Symbol Halveringstid Huvudsaklig strålning
Radium-226
226Ra
1,6 × 103 år
α
Radon-222
222Rn
3,8 d
α
Polonium-218
218Po
3,05 m
α
Bly-214
214Pb
26,8 m
β-
Vismut-214
214Bi
19,7 m
β-, α
Polonium-214
214Po
1,64 × 10-4 s α
Bly-210
210Pb
22,3 år
β-
Vismut-210
210Bi
5,0 d
β-
Polonium-210
210Po
138,4 d
α
Bly-206
206Pb
stabil
Radon-222
Kortlivade
Radondöttrar
Långlivade
Radondöttrar
Stråldos till allmänheten i Sverige
Egna kroppen
Världsrymden
Berggrunden
Radon i hus
Medicinsk undersökning
Medicinsk behandling
Övrigt (industri, kärnkraft)
Radon
http://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/Global/Publikationer/Broschyr/2009/Faktablad
_Vagen_till_ett_radonfritt_boende.pdf
Radon
Varifrån kommer Radonet?
•Marken
•Byggnadsmaterial
•Vatten
Radonventilation
Radon från markenBeror på bl a
• uranhalten i marken
• markens genomsläpplighet
• läckor från marken till huset
• husets ventilation
Radon
• Enkelt att mäta
• Man kan göra något åt det
• Kolla noga markförhållanden innan man
bygger
• Riskökningen störst för rökare
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. ”
http://www.boverket.se/Bygga--forvalta/Bygga-nytt/Radon-ibyggnader/Gransvardet-for-radon-bor-inte-sankas/
Radon- Befintligt bestånd
http://www.boverket.se/Global/Webbokhandel/Dokument/2011/Radon%20i%20ino
mhusmilj%c3%b6n.pdf
Från Boverkets rapport (se ovan)
 400 000 småhus och 230 000 lägenheter i Sverige har en radonhalt
på 100–200 Bq/m3 och behöver därmed radonsaneras om
riktvärdet skärps. Det motsvarar cirka 1,3 miljoner boende.
 Kostnaden för en sådan radonsanering uppskattas till 14–19
miljarder kronor. De ökade driftskostnaderna uppskattas till 500
miljoner kronor per år.
 Saneringsåtgärderna är inte samhällsekonomiskt rimliga. För att
kostnaden ska vara rimlig bör 65–85 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”).
Radon- Nybyggnation
http://www.boverket.se/Global/Webbokhandel/Dokument/2011/Radon%20i%20ino
mhusmilj%c3%b6n.pdf
Från Boverkets rapport (se ovan)
 Knappt 5 000 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 2010.
 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”).
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
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
11. 5 cm.
The photo was taken by English
physicist N. Feather in the 1920s.
http://www.sciencephoto.com/images/do
wnload_lo_res.html?id=651320020
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
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
Strålnings växelverkan med materia
β-partiklarna rör sig i zick zack och kan tom spridas bakåt.
Strålnings växelverkan med materia
elektromagnetisk strålning γ-strålning
De viktigaste typerna av växelverkan är:
• Fotoelektrisk effekt
• Compton -spridning
• Parbildning
Strålnings växelverkan med materia
elektromagnetisk strålning γ-strålning
• Fotoelektrisk effekt
• Hela fotonens energi ges till en elektron
• Röntgenstrålning sänds ut när ”hålet” fylls
Strålnings växelverkan med materia
elektromagnetisk strålning γ-strålning
• Compton-spridning
• En del av fotonens energi avges till en
elektron
• Fotonen ändrar riktning
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.
Strålnings växelverkan med materia
elektromagnetisk strålning γ-strålning
De tre mekanismerna
dominerar i olika intervall
beroende på materiens
atomnummer och
strålningens energi
γ-strålning
attenueringskoefficient-absorptionskoefficient
Al
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
Pb
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
Röntgen
Röntgenstrålning växelverkar på samma
sätt som γ-strålning med låg energi
Ämnen med högt Z absorberar
strålningen effektivt.
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