Zagrożenie radiacyjne w podziemnych wyrobiskach górniczych
advertisement
Wyższy Urząd Górniczy Zagrożenie radiacyjne w podziemnych wyrobiskach górniczych Zagrożenie radiacyjne w podziemnych wyrobiskach górniczych Katowice 2011 © Copyright by Wyższy Urząd Górniczy, Katowice 2011 Opracowanie Departament Warunków Pracy WUG Opracowanie graficzne, skład i łamanie Anna Nowrot Redakcja Anna Swiniarska-Tadla Druk broszury sfinansowano ze środków Zakładu Ubezpieczeń Społecznych Wyższy Urząd Górniczy 40-055 Katowice, ul. Poniatowskiego 31 www.wug.gov.pl e-mail: [email protected] 1. Promieniotwórczość – co to takiego? Promieniotwórczość to zjawisko polegające na samorzutnym rozpadzie jąder atomów pierwiastka połączone z emisją cząstek „alfa”, cząstek „beta” i promieniowania „gamma”. Przy czym cząstki „alfa” są jądrami atomów helu, a cząstki „beta” elektronami dodatnimi lub ujemnymi. Promieniowanie gamma jest w swojej naturze podobne do promieniowania podczerwonego, świetlnego lub nadfioletowego, lecz ma znacznie większą energię. Rozpad alfa Promieniowanie alfa (a), beta (b), gamma (c) Rozróżniamy promieniotwórczość naturalną, kiedy przemiany jądrowe zachodzą w pierwiastkach występujących naturalnie w przyrodzie i promieniotwórczość sztuczną, kiedy przemiany jądrowe następują w pierwiastkach otrzymanych sztucznie (w wyniku bombardowania jader atomów pierwiastków naturalnych cząstkami „alfa”, „beta” czy też protonami w reaktorach jądrowych. Protony są trwałymi cząstkami, które wraz z nukleonami tworzą jądra atomów). 3 Zagrożenie radiacyjne w środowisku związane jest z promieniotwórczością pochodzącą od izotopów naturalnych. Są to głównie izotopy szeregu promieniotwórczego uranu U-238, szeregu torowego Th-232 oraz promieniotwórczy izotop potasu K-40. Izotopy te występują w postaci rozproszonej w każdym środowisku. W wyniku przemian jądrowych pierwiastki promieniotwórcze przekształcają się z czasem w pierwiastki trwałe. Czas, w którym połowa pierwiastka promieRuda uranu niotwórczego przekształci się w inny izotop lub pierwiastek trwały, nazywa się okresem połowicznego rozpadu lub okresem półtrwania. Pierwiastkami, w które przekształca się uran w trakcie przemian jądrowych jest rad, z którego z kolei powstaje gaz szlachetny radon. Krążek uranu 4 2. Promieniotwórczość w górnictwie W górnictwie podziemnym podstawowymi czynnikami zagrożenia radiacyjnego są: • krótkożyciowe produkty rozpadu radonu, • wody dołowe zawierające izotopy radu, • wytrącające się z radonośnych wód osady zawierające izotopy radu. Radon ! Radon jest promieniotwórczym gazem szlachetnym, stanowiącym jeden z produktów rozpadu uranu 238 i toru 232. Sam radon jest stosunkowo słabo radiotoksyczny, gdyż jako gaz jest trudniej przyswajany przez organizm i łatwo wydychany. Natomiast dużo silniej radiotoksyczne są promieniotwórcze izotopy powstające w wyniku jego rozpadu: polon, bizmut i ołów. Po spontanicznej emisji cząstki alfa, radon przekształca się w izotop polonu, który rozpada się dalej tworząc krótkotrwałe izotopy bizmutu, ołowiu i polonu. Produkty rozpadu radonu, znajdującego się w powietrzu, mogą być wdychane i osadzać się w drogach oddechowych. Stwierdzono, że są one często przyczyną chorób nowotworowych u górników w kopalniach głębinowych, zwłaszcza w kopalniach uranu. Szczególnie niebezpieczne są cząstki alfa emitowane przez produkty rozpadu radonu, które zostały zdeponowane w układzie oddechowym. W podziemnych wyrobiskach górniczych stężenia radonu i krótkożyciowych produktów jego rozpadu są większe niż na powierzchni, co zwykle jest spowodowane słabszą wentylacją. Radon wypływa ze spękanego górotworu lub ze zrobów i dlatego ich izolacja lub w miarę możliwości prowadzenie eksploatacji „od pola” zmniejsza zagrożenie radonowe. Dla oceny zagrożenia powodowanego przez krótkożyciowe produkty rozpadu radonu przeprowadza się pomiary stężenia ener5 gii potencjalnej cząstek alfa, które są uwalniane przez pochodne radonu zawarte w jednostce objętości powietrza. Jednostką miary jest mikrodżul na metr sześcienny (μJ/m3). Promieniotwórcze wody Słone wody podziemne często zawierają naturalne izotopy promieniotwórcze w tym zwłaszcza izotopy radu, który jest wyługowywany ze skał. Rad jest transportowany z wodą w ściekach kopalnianych do chodników wodnych, gdzie mieszają się wody pochodzące z różnych wyrobisk kopalnianych. Jeżeli wody radonośne będą zawierały również jony baru i zetkną się z wodami zawierającymi jony siarczanowe to nastąpi wytrącanie się radu i powstawanie osadów promieniotwórczych. Dla oceny zagrożenia radiacyjnego wykonuje się pomiary stężenia radu w wodach. Jednostką miary jest kilobekerel na metr sześcienny (kBq/m3). Promieniotwórcze osady Osady promieniotwórcze powstają wszędzie tam gdzie dochodzi do kontaktu wód radonośnych zawierających jony baru z wodami zawierającymi jony siarczanowe. W miejscach tych występuje podwyższone natężenie promieniowania gamma. Osady promieniotwórcze mogą również wniknąć do organizmu i powodować skażenia wewnętrzne. Dla oceny zagrożenia radiacyjnego wykonuje się pomiary stężenia radu w osadach. Jednostką miary jest bekerel na kilogram (Bq/kg). W wyrobiskach, w których powstają osady wykonuje się pomiary wielkości promieniowania gamma określając tzw. moc kermy, która jest miarą narażenia na promieniowanie jonizujące. Jednostką mocy kermy jest mikrogrej na godzinę (μGy/h). Miarą narażenia na działanie promieniowania, która uwzględnia natężenie promieniowania lub stężenie izotopów promieniotwórczych, czas oddziaływania, rodzaj promieniowania i wrażliwość poszczególnych organów ciała ludzkiego na działanie promieniowania 6 jest dawka skuteczna ponad tło naturalne lub, w odniesieniu do wybranych organów, dawka równoważna. Dawkę skuteczną wyraża się w siwertach (Sv). Narażenie na zwiększone dawki promieniowania jonizującego może powodować zmiany genetyczne lub nowotworowe, a w skrajnych przypadkach nawet śmierć. Dla ochrony zdrowia określone zostały bezpieczne limity zwane dawkami granicznymi. Nieprzekraczalnie tych wartości zapewnia bezpieczną pracę w obecności wzmożonego promieniowania jonizującego. 3. Regulacje prawne w zakresie radiacji Górnicy zostali zaliczeni do grupy, której działalność zawodowa jest związana z występowaniem wzmożonego promieniowania naturalnego. Rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 18 stycznia 2005 r. w sprawie dawek granicznych promieniowania jonizującego (Dz. U. Nr 20, poz. 168) ustanowiono, że dawka graniczna, wyrażona jako dawka skuteczna (efektywna), wynosi 20 mSv w ciągu roku kalendarzowego. Dawka ta może być w danym roku kalendarzowym przekroczona do wartości 50 mSv, pod warunkiem, że w ciągu kolejnych pięciu lat kalendarzowych jej sumaryczna wartość nie przekroczy 100 mSv. Prawo Atomowe wprowadza dwie kategorie zagrożenia A i B, które zostały ustanowione dla oceny zagrożenia radiacyjnego. Kategoria A obejmuje pracowników, którzy mogą być narażeni na dawkę skuteczną przekraczającą 6 mSv (milisiwertów) w ciągu roku lub na dawkę równoważną przekraczającą jedną trzecią wartości dawek granicznych dla soczewek oczu, skóry i kończyn. Kategoria B obejmuje pracowników, którzy mogą być narażeni na dawkę skuteczną przekraczającą 1 mSv w ciągu roku lub na dawkę równoważną równą jednej dwudziestej wartości dawek granicznych dla soczewek oczu, skóry i kończyn. W celu dostosowania działań i środków 7 ochrony radiologicznej pracowników do wielkości i rodzajów zagrożeń wprowadza się podział lokalizacji miejsc pracy. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 14 czerwca 2002 r. (Dz. U. Nr 94, poz. 841, z późn. zm.) ustala w wyrobiskach dołowych podziemnych zakładów górniczych, dwie klasy wyrobisk zagrożonych radiacyjnie naturalnymi substancjami promieniotwórczymi: Wyrobiska klasy A oraz wyrobiska klasy B. Wyrobiska klasy A są to wyrobiska zlokalizowane na terenach kontrolowanych, a wyrobiska klasy B to wyrobiska zlokalizowane na terenach nadzorowanych, w rozumieniu przepisów Prawa Atomowego. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. (Dz. U. Nr 139, poz. 1169, z późn. zm.), reguluje zarządzanie ochroną radiologiczną w podziemnych zakładach górniczych. Zgodnie z tym rozporządzeniem, nadzór nad ochroną przed zagrożeniem naturalnym substancjami promieniotwórczymi, sprawuje osoba posiadająca uprawnienia inspektora ochrony radiologicznej IOR-1, nadane w trybie określonym przepisami Prawa Atomowego. Dla dokonania oceny narażenia wykonywane są pomiary: stężenia energii potencjalnej alfa w powietrzu, ekspozycji na zewnętrzne promieniowanie gamma, wartości stężeń izotopów radu Ra-226 i Ra-228 w wodach oraz stężenia radu Ra-226 i Ra-228 w osadach. Na podstawie uzyskanych wyników oblicza się dawkę skuteczną. W przypadkach, gdy wykonywana praca stwarza zagrożenie wniknięcia substancji promieniotwórczych do wnętrza organizmu, np. przy kontakcie z wodami kopalnianymi i osadami kopalnianymi, wielkość tej dodatkowej dawki obciążającej ocenia akredytowane laboratorium na podstawie szczegółowych informacji dostarczonych przez inspektora ochrony radiologicznej, a w szczególności informacji o czasie kontaktu z wodami kopalnianymi i osadami kopalnianymi, charakterze wykonywanej pracy i zastosowanej technologii, zapyleniu i wilgotności powietrza oraz stosowanych ochronach osobistych. 8 Wyższy Urząd Górniczy Poniatowskiego 31 40-055 Katowice 32 736 17 00 www.wug.gov.pl
