Radiace kolem nás

Úvod

To, co naměří přístroj Safecast (nebo kterýkoliv jiný běžný radiometr), je výsledná hodnota dávkového příkonu způsobeného zářením gama z různých zdrojů. Jedná se o přírodní zdroje (kosmické záření, záření z horninového podloží nebo záření z přírodních radionuklidů v živých organismech, včetně člověka) a zdroje záření vzniklé v důsledku lidské činnosti (např. záření stavebních materiálů nebo radioaktivních prvků uniklých při jaderných testech nebo haváriích).

Na následujícím obrázku jsou znázorněny zdroje záření gama, které se podílejí na výsledné hodnotě zobrazené na přístroji. (Ačkoliv všechny živé organismy a z nich odvozené materiály obsahují také radioaktivní uhlík ¹⁴C, není tento izotop v obrázku uveden. Uhlík ¹⁴C není totiž zdrojem záření gama a přístroj Safecast ho proto nedetekuje.)

Jak poznáte z obrázku podle velikosti šipek, mnohé z těchto zdrojů přispívají tak nepatrně, že jejich příspěvek přístroj Safecast vůbec nezaznamená (ukazuje výsledek pouze na 3 desetinná místa), měřené hodnoty jsou navíc ovlivněny přirozeným kolísáním přírodního pozadí, které je způsobeno pravděpodobnostním charakterem radioaktivní přeměny.

Kosmické záření

Kosmické záření k nám proniká skrze atmosféru z kosmického prostoru. Jeho zdrojem jsou různé procesy ve vesmíru, zahrnující výbuchy supernov, záření kvasarů, černých děr atd.

Atmosféra nás před kosmickým zářením stíní - tj. snižuje množství kosmického záření dopadajícího na povrch země. Čím jste výše nad hladinou moře, tím je vrstva atmosféry tenčí a tím více kosmického záření přístroj (např. detektor Safecast) naměří.

Voda záření stíní, dokonce mnohem více než vzduch. Pod vodou by v určité hloubce mohlo být kosmické záření zcela odstíněné. Podobně je tomu pod zemí, tam převažuje záření z horninového podloží.

Na území České republiky se příspěvek kosmického záření pohybuje zhruba v rozmezí 0,03 - 0,07 μSv/h, ale například v dopravním letadle v běžné cestovní výšce kolem 10 km dosahuje hodnot přes 3 μSv/h.

Záření z horninového podloží

Zdrojem radioaktivity hornin jsou přírodní radioaktivní prvky, které jsou v nich obsažené. Největší podíl má radioaktivní izotop draslíku ⁴⁰K, jehož koncentrace v horninách zemské kůry je několik hmotnostních procent. Dále jsou to izotopy uranu a thoria a produkty jejich přeměny (zahrnuje i radon a jeho dceřiné produkty). Jejich množství v hornině je řádově 10 000x nižší než draslíku, přitom jejich příspěvek k naměřené hodnotě je nižší pouze 10krát.

Pokud je přístroj nad zemí, ukazuje záření z pevného povrchu. Na vodní hladině je mezi přístrojem a horninami na dně vysoký sloupec vody, který záření zeslabuje, a proto je hodnota na přístroji nižší (pro zjednodušení předpokládáme, že horniny zobrazené na obrázku stejnou barvou jsou homogenního složení).

V horninovém podloží ČR je obvyklý příkon záření gama na zemském povrchu v rozsahu od 0,006 do 0,245 μSv/h. Zvýšené hodnoty dávkových příkonů lze nalézt v některých oblastech se žulovým podložím nebo v oblastech bývalých ložisek uranových rud. Nejnižší hodnoty dávkového příkonu se vyskytují v oblastech s vápencovým podložím, mramorem apod.

Hodnoty na přístroji přirozeně kolísají

Pokud bude přístroj měřit delší dobu na stejném místě, naměřené hodnoty budou mírně kolísat - nikdy se nestane, že by přístroj ukazoval stále stejné číslo. Toto kolísání je dáno podstatou radioaktivní přeměny.

Ukázka kolísání hodnot dávkového příkonu při měření přístrojem Safecast na jednom místě (při pevném umístění)

Příklady některých volně dostupných materiálů s vyšší radioaktivitou

Smolinec / uraninit UO₂

Smolinec, správně zvaný uraninit, má chemický vzorec UO₂ (tj. oxid uraničitý), je nejdůležitější rudou uranu a radia. Uran bývá v rudě doprovázen dalšími prvky, jako např. síra, olovo, antimon, arsen.

Ukázka smolince, vlevo celý vzorek, vpravo detail “ledvinek” smolince

Upozornění: vzorky (minerály, půdy nebo předměty), jejichž radioaktivitu chcete zjistit, vložte raději před měřením do plastového sáčku, abyste přístroj chránili před možným znečištěním.

V závislosti na velikosti samotného vzorku i množství smolince ve vzorku můžete naměřit různě vysoké hodnoty dávkového příkonu. Zde byl přístroj Safecast přiložen přímo k plastovému sáčku (ten průchodu záření gama nijak nebrání) se vzorkem smolince a naměřený dávkový příkon se pohyboval kolem 170 microSv/h. Takový vzorek není sice bezprostředně zdraví škodlivý, ale rozhodně není vhodné uchovávat jej dlouhodobě např. na pracovním stole, v ložnici nebo na poličce v obývacím pokoji, aby nedocházelo ke zbytečnému ozařování osob.

Měření dávkového příkonu smolince, vzorek je v plastovém sáčku pod přístrojem

Radiobaryt (Ba,Ra)SO₄

Jedná se o baryt s obsahem radia ²²⁶Ra. Je to esteticky velmi pěkný minerál, který se běžně prodává. Lze jej získat na různých mineralogických burzách, u některých prodávaných vzorků lze naměřit dávkový příkon až 0,5 microSv/h, viz tento vzorek.

Vzorek s krystaly radiobarytu, Jeníkov u Teplic

U tohoto vzorku radiobarytu jsme přístrojem Safecast položeným přímo na vzorku (vzorek opět v plastovém sáčku) naměřili dávkový příkon téměř 0,8 microSv/h.

Měření dávkového příkonu radiobarytu, vzorek je v plastovém sáčku pod přístrojem

Typická česká lokalita výskytu radiobarytu je Jeníkov u Teplic - více informací najdete zde. V anglojazyčných zdrojích ho najdeme pod názvy radium-bearing barite / radiobarite / radian barite, podrobnější informace a více fotografií najdeme např. zde na Mindat.org.

Uranové sklo

Pohár z uranového skla

Uranové sklo je sklo charakteristické výrazné žlutozelené barvy, zbarvené příměsí uranu. Často se z něj vyráběly různé ozdobné poháry a jiné dekorační předměty. Poměr uranu ve skle se pohybuje obvykle okolo 2 %, lze však najít i některé výjimečné kousky, kde dosahuje poměr uranu až 25 % (zdroj Wikipedia a Oak Ridge Associated Universities.

Na stránce se pracuje - těšit se můžete například na:

Jak je to s radioaktivitou potravin, např. hub

Ozáření ze stavebních materiálů v domech

Příklady některých volně dostupných materiálů s přirozeně vyšší radioaktivitou

- jaké volně a zcela legálně dostupné materiály mají vyšší obsah radioaktivních prvků?

Odkazy

MonRaS - Monitorování radiační situace https://www.sujb.cz/aplikace/monras/?lng=cs_CZ

Kosmické záření http://astronuklfyzika.cz/JadRadFyzika6.htm#KosmickeZareni

Hodnoty pro záření z horninového podloží https://www.suro.cz/cz/faq/jake-hodnoty-davkoveho-prikonu-muzeme-v-cr-ocekavat