Niniejsza praca została podzielona na trzy części. Część pierwsza obejmuje zagadnienia promieniotwórczości naturalnej w środowisku, przedstawia wybrane do badań radionuklidy oraz wprowadza pojęcie dawek promieniowania i sposoby ich obliczania. Część druga monografii prezentuje techniki pomiarowe stosowane w spektrometrii jądrowej, takie jak: spektrometria α, spektrometria ciekłoscyntylacyjna, spektrometria γ oraz dodatkowo spektrometria mas. Omówiono tu testy nowej metody pomiarowej, wprowadzonej po raz pierwszy przez autorkę do badań polskich wód mineralnych, która polega na pomiarze izotopów α-promieniotwórczych w badanej próbie wody za pomocą dysku U/Ra i techniki spektrometrii α. Część trzecią pracy stanowi opis wykonanych pomiarów stężeń izotopów radu i radonu w źródłach wód naturalnych uzdrowisk Sudetów i Karpat Zewnętrznych z zastosowaniem techniki ciekłoscyntylacyjnej. Dodatkowo dla interesującego geologicznie terenu Zespołu Uzdrowisk Świeradów – Czerniawa przeprowadzono pomiary izotopów uranu, zarówno w wodach podziemnych, jak i w skałach towarzyszących. Prezentowane przez autorkę rezultaty badań mogą być wykorzystane w dydaktyce. Pokazano bowiem drogę całego procesu badawczego – od rozpoznania terenu i pobrania reprezentatywnej próby oraz jej zabezpieczenia, przez wybór właściwej techniki pomiarowej lub kilku technik, co determinuje sposób przygotowania próby w laboratorium do pomiaru, do matematycznej obróbki wyników i obliczenia stężenia aktywności, a w razie konieczności – dawki promieniowania wewnętrznego, jaką otrzymuje człowiek.

Spis treści Wstęp / 9 Promieniotwórczość naturalna w środowisku 1. Promieniotwórczość pierwiastków / 17 1.1. Naturalne szeregi promieniotwórcze w przyrodzie / 18 1.2. Równania Batemana dla rodzin izotopów 226Ra, 228Ra, 224Ra / 22 1.3. Równania Batemana dla rodziny izotopu 222Rn / 29 2. Wybrane radionuklidy pochłaniane przez organizmy żywe / 32 2.1. Krótka charakterystyka badanych radionuklidów / 32 2.1.1. Radon / 32 2.1.2. Rad / 33 2.1.3. Uran / 34 2.2. Zarys geochemii badanych radionuklidów w skorupie ziemskiej i w wodzie / 36 2.2.1. Radon / 36 2.2.2. Rad / 39 2.2.3. Uran / 41 2.3. Równowaga promieniotwórcza w środowisku naturalnym / 43 3. Dawki promieniowania / 45 3.1. Rodzaje dawek promieniowania / 45 3.2. Roczne dawki efektywne / 47 3.3. Efektywna dawka obciążająca / 48 Stosowane metody pomiarowe 4. Spektrometria α / 54 4.1. Przygotowanie źródła α-spektrometrycznego / 54 4.2. Pomiar promieniowania α z zastosowaniem detektora półprzewodnikowego / 60 5. Technika ciekłoscyntylacyjna / 65 5.1. Przygotowanie próby do pomiaru / 67 5.2. Pomiar aktywności techniką ciekłoscyntylacyjną / 70 6. Spektrometria γ / 75 6.1. Przygotowanie próby do pomiaru / 76 6.2. Pomiar promieniowania γ z zastosowaniem detektora półprzewodnikowego Ge(Li) / 77 7. Technika spektrometrii mas / 83 8. Przegląd metod analitycznych oznaczania radionuklidów naturalnych w wodzie / 90 8.1. Radon / 90 8.2. Rad / 92 8.3. Uran / 97 9. Metody oznaczania radionuklidów naturalnych w wodzie stosowane w pracy / 100 9.1. Pobór prób w środowisku / 100 9.2. Metody analityczne / 103 9.2.1. Oznaczanie 222Rn / 103 9.2.2. Oznaczanie 226,228Ra / 106 9.2.3. Oznaczanie 234,235,238U / 109 10. Poszukiwanie uproszczonej metody radiochemicznej pomiaru izotopów U i Ra / 114 10.1. Zastosowanie dysku U/Ra / 115 10.2. Budowa dysku U/Ra / 116 10.3. Otrzymywanie źródła α-spektrometrycznego na dysku U/Ra / 117 10.4. Kalibracja dysków U/Ra / 119 10.5. Test metody / 122 Badania prowadzone w latach 1998—2007 11. Teren objęty badaniami własnymi / 127 11.1. Klasyfikacja wód podziemnych / 127 11.2. Wody podziemne Sudetów / 131 11.3. Wody podziemne Karpat / 134 11.4. Tereny poboru i charakterystyka prób wody naturalnej / 136 12. Wyniki badań własnych / 146 12.1. Pobór prób / 146 12.2. Ocena dokładności metod pomiarowych / 147 12.3. Stężenie aktywności pierwiastków promieniotwórczych w wodach źródlanych Sudetów / 148 12.3.1. Stężenia aktywności 222Rn, 226Ra, 228Ra / 154 12.3.2. Izotopy 234U, 235U, 238U w wodach Zespołu Uzdrowisk Świeradów — Czerniawa / 160 12.4. Stężenie aktywności pierwiastków promieniotwórczych w wodach źródlanych Karpat Zewnętrznych / 163 12.4.1. Stężenia aktywności 222Rn, 226Ra, 228Ra / 168 12.5. Korelacje pomiędzy badanymi radionuklidami szeregu uranowego i torowego / 171 12.6. Transfer radionuklidów w środowisku woda — skała / 180 12.6.1. Współczynnik transferu / 181 12.6.2. Uzdrowisko Świeradów — Czerniawa jako typowy przykład budowy geologicznej jednostek krystaliniku sudeckiego / 182 12.6.3. Naturalne radionuklidy 226Ra, 228Ra, 234U, 238U w skałach / 184 12.6.4. Współczynniki transferu radu i uranu w środowisku skała — woda / 187 12.7. Równowaga promieniotwórcza radionuklidów w badanym środowisku Sudetów i Karpat Zewnętrznych / 193 13. Roczne dawki efektywne od spożywanych radionuklidów / 196 13.1. Zastosowanie wód podziemnych / 196 13.2. Obowiązujące w Polsce akty prawne / 197 13.3. Klasyfikacja radonowych wód podziemnych / 199 13.4. Radonowe wody „lecznicze” na terenie Polski / 200 13.5. Roczne dawki efektywne od radonu i radu wchłanianych drogą pokarmową / 202 13.6. Roczne dawki efektywne pochodzące od radonu wchłanianego drogą oddechową / 212 13.7. Roczne dawki efektywne pochodzące od uranu / 215 13.8. Roczne dawki efektywne pochodzące od spożywanej wody w Polsce / 217 13.9. Roczne dawki efektywne pochodzące od spożywanej wody w Europie / 219 14. Gromadzenie się radionuklidów w organizmie i rekomendowane limity dawek / 222 14.1. Limity dawek pochodzące od radonu / 224 14.2. Limity dawek pochodzące od radu / 226 14.3. Limity dawek pochodzące od uranu / 228 14.4. Dozymetryczna (długoterminowa) interpretacja badań / 229 15. Podsumowanie / 233 Literatura / 237 Summary / 251 Zusammenfassung / 253

Koszyk

Promieniotwórczość naturalna wód źródlanych uzdrowisk południowej Polski