SE439202B - Forfarande vid metning av atminstone en storhet av radon och/eller radondottrar i mark, samt anordning for metning av radon i och fran mark - Google Patents

Description

8907358-0 10 15 20 25 30 35 en så hög gasdiffusionshastighet att mätbara mängder radon fort- farande, trots att halveringstiden för radon-222 är 3,82 dygn, existerar vid mätstället.

Radonmätningar i marken nära ytan är sålunda en känd metod för prospektering efter ytligt belägna uranmalmer. Det faktum att det existerar en transportmekanism för radon genom gasutbredning i marken och att uranseriens element förekommer i varierande halter även i andra malmer och geologiska formationer ger emellertid en potentiell möjlighet att ur radonmätningar i marken nära ytan skaffa ny geofysisk kunskap om även djupare liggande formationer - en kun- skap som kan vara betydelsefull bl a vid prospektering efter uran såväl som andra metalliska råvaror.

Hög koncentration av radon-222 i markluften kan också få som följd hög koncentration av radon och radondöttrar i byggnader på marken i fråga och kan följaktligen också indikera en hälsorisk. Vid bebyggel- seplanering är det därför angeläget att mätning av radonhalten sker i markluften, så att vid behov åtgärder kan vidtagas för att hindra att en oacceptabelt hög halt radon och radondöttrar uppkommer i färdig bebyggelse.

Ett problem som sammanhänger med vad som inledningsvis antytts beträf- fande kända metoder för radondetektering är att de hittills föreslagna metoderna för detektering är mycket opraktiska. Såsom mera i detalj anges i exempelvis SE,B,336688, SE,A,7709l0l-5 och SE,A,7709l02-3 mätes radonkoncentrationen för närvarande med elektroniska detek- torer punktvis i tid och rum ned till ett djup som understiger 0,5 m och med otäckta cellulosanitratfilmer i upp- och nedvända koppar under perioder av ca l månad. Kopparna med den otäckta cellulosa- nitratfilmen måste grävas upp efter exponeringen för utvärdering av aktuell radonhalt. Detta begränsar praktiskt användningen av sådana koppar till djup som understiger l m. De elektroniska detektorernas användbarhet begränsas dessutom allvarligt av deras känslighet för otillbörligt handhavande och yttre störningar. Våra undersökningar i samband med uppfinningens tillkomst indikerar att radonkoncentra- tionens djupberoende är sådant att det är angeläget att känna detta 10 l5 20 25 30 35 8007338-0 även för större djup, om det skall vara möjligt att uppskatta riskerna med radon vid bebyggelse på radonhaltig mark. Undersökningarna indi- kerar vidare, att det existerar en långsam strömning av gas i marken.

Den strömmande markgasen består huvudsakligen av kväve, men mindre mängder av syre, ädelgaser och koldioxid kan förekomma. Strömnings- riktningen är riktad uppåt. Strömningen är långsam och oregelbunden, varierande med tiden och mellan punkter i marken nära varandra.

Denna långsamt strömmande markgas är i de flesta fall, såvitt vi har kunnat utröna, huvudansvarig för transporten av radon genom marken.

Strömningen av radonhaltig markgas är en trolig förklaring till varför radon kan förflytta sig sträckor som är långt större än de transportavstånd, som är möjliga, om diffusion genom marken vore den viktigaste eller enda transportmekanismen för radon.

Mätning av markgasens radonhalt och strömningshastighet medför problem bl a på grund av att både hastigheten och halten är synnerligen låg.

Dessutom uppträder speciellt vid radonmätning för uranprospektering en störning på detektormaterialet orsakad av alfa-partiklar från torongas (zzoRn). Eftersom torongasen bildas ur grundämnet torium, så kommer den totala alfa-strålningen som registreras att utgöra ett mått på summan av uran- och toronhalten i det underliggande marklagret.

För att kunna mäta uranhalten i marken måste således alfa-strålningen från torongasen elimineras. Det har därvid tidigare föreslagits såsom utläres av SE,A,7709l0l-5 och 7709102-3 att markgasen skall tvingas passera ett permselektivt membran som medger passage av gaser, och som fördröjer denna passage innan gaserna kan nä alfa-partikeldetek- torn. Genom att toron, 220Rn, har en halveringstid av 56 sekunder och radon 222Rn, har en halveringstid av 3,82 dagar, så kommer toronhalten i gasen att ha minskat efter passagen genom membranet.

Så sker emellertid även med radonhalten.

Det har euellertid nu överraskande visat sig möjligt att eliminera tidiga olägenheter och begränsningar vid radondetektering och i enlighet med föreliggande uppfinnings syfte mäta radonkoncentration i mark på större djup och över större ytor än vad som tidigare varit 8ÛÛ7338=Ü 10 15 20 25 30 35 möjligt utan att för exponering använda detektorer behöver grävas upp för utvärdering av resultat. Vidare har det visat sig möjïigt att enligt ett annat av föreliggande uppfinnings syfte prospektera uran- och andra malmfyndigheter genom att samla upp markgas på önskat djup under marknivân och därifrån leda upp den uppsamlade markgasen till marknivân eller annat åtkomligt ställe, exempelvis gruvschakt, för registrering av alfapartiklar med detektor samt mät- ning av såväl radonhalt som flöde av radongas efter önskemål.

Genom att utnyttja vissa utföringsformer av föreliggande uppfinning för mätning av radonhalten och flödet av radongas i markgasen möjlig- göres på samma gång praktiskt taget fullständig eliminering av den bakgrundsstörning, som orsakas av torongas (220Rn). Enligt uppfin- ningen kan mätningar utföras under praktiskt taget obegränsad tid och i förekommande fall på valfritt djup under markytan, varigenom såväl gasflöde, gashastighet och koncentration på ett mycket till- förlitligt sätt kan fortlöpande följas och bestämmas.

De kännetecknande dragen hos föreliggande uppfinning framgår av de efterföljande patentkraven.

Uppfinningen skall nu ytterligare beskrivas med hänvisning till bifo- gade ritning, i vilken figur l schematiskt visar en utföringsform av uppfinningen, nämligen anordning för unpsamling av markgas över mark- nivån och registrering av radonhalt 1 gasen. Figur 2 visar en annan utföringsform av uppfinningen, en anordning för mätning av radon- flöde och strömningshastighet under marknivån.

Anordningen enligt figur l har intresse särskilt vid bebyggelse- planering på mark, vars markgas har hög halt av radon, då det är angeläget att mäta radonavgången från marken. Mätningar av radon- avgången både från orörd mark och från mark förberedd för husgrunder kan komma i fråga. Förekomsten av stora lokala variationer i radon- transport och radonavgâng gör det nödvändigt att antingen göra ett stort antal mätningar på olika punkter på den aktuella marken eller 10 15 20 25 30 80011338-0 att använda ett detektorsystem som registrerar en radonavgång som är ett mede1värde för he1a det studerade markområdet.

Den utföringsform av uppfinningen som närmare beskrives nedan med hänvisning ti11 figur 1 är ett sådant detektorsystem som registrerar radonavgången från en stor area.

En tät p1astfo1ie 10 e11er 1iknande täcker he1a e11er de1 av den area från vi1ken radonavgången ska11 mätas. P1astfo1iens 10 periferi 11 pressas mot marken och tätning sker, så att gas ej fritt kan strömma från den gasvo1ym 12 som befinner sig under fo1ien 10 ut i fria 1uften. Gasvo1ymen 12 under p1astfo1ien 10 står i kontakt med ytterluften företrädesvis genom en s1ang 13 e11er eventue11t endast genom en 1iten öppning 14 för att förhindra uppkomst av även mycket små tryckski11nader me11an innes1uten gas 12 och fria 1uften, vi1ka i sin tur kan påverka den hastighet med vi1ken markgasen strömmar ut ur marken såsom antydes av pi1ar. Detektorer för radon p1aceras i en utanför p1astfo1ien 10 be1ägen särski1d exponeringsbehà11are 16, kommunicerande med gasvo1ymen 12 med s1angen 13 och försedd med en envägsventi1anordning 17 endast ti11åtande gasströmning i en riktning såsom antydes med pi1 vid 18. Som radondetektorer användes spårdetek- torer som kan vara otäckt ce11u1osanitratp1ast e11er ce11u1osanitrat- p1ast täckt med ett p1astskikt som skyddar detektorytan utan att hindra registrering av a1fapartik1ar från radon som sönderfa11er i en 1uftvo1ym framför detektorn. Som radondetektor kan också användas ytbarriärha1v1edardetektor e11er scinti11ationsdetektor med eiektronik och datasamlingssystem. Detektorerna är avpassade ti11 de specie11a förhä11anden varunder mätning sker.

Den utföringsform av uppfinningen som är användbar för mätning under marknivån kan natur1igtvis i princip se ut som den tidigare visade, dock med den modifieringen att p1astfo1ien 10 är p1acerad på önskat djup och att s1angen 13 sträcker sig upp genom marken ti11 fria 10 15 20 25 30 35 800733843 luften, där exponeringsbehållaren l6 är anordnad.

Anordningen visad i figur 2 är dock en föredragen utföringsform för mätning av radonflöde och strömningshastighet i marken och denna består i princip av tvâ behållare förbundna med en slang. Figuren visar anordningen i läge för mätning av radon i markluften. Den nedre behållaren eller markbehållaren 10 kan lämpligen vara en låg låda l2 utan lock som placeras horisontellt och upp och ned i marken på det djup där radonbestämningen skall göras. vertikalt uppåt ström- mande markgas på figuren antytt med pilar strömmar fritt in i lådan l2. Lådans l2 nedåtriktade öppning har lämpligen en area av minst l-2 dmz för att en viss utjämning av variationerna i gasströmningen skall kunna ske. Lådans 12 höjd är åtminstone l-2 cm. Från markbe- hållaren l0 ledes gasströmmen genom slangen l3 till den övre behål- laren l6 som kan vara placerad på eller i närheten av markytan åt- minstone så att den är lätt âtkomlig vid användning, exempelvis vid aptering av detektorfilm för såväl kontinuerliga som intermittenta undersökningar av gasflödet. Slangen l3 skall ha ett förhållande längd/diameter väsentligt större än l samt lämpligen en sådan längd att med på platsen för mätningen rådande gasströmningshastighet ° väsentligen all torongas-strålning hinner klinga av innan gasen passerar in i övre behållaren l6. Den övre behållaren l6 är ej helt sluten. Genom slangen l3 inströmmande gas till behållaren l6 tillåtes fortsätta ut i fria luften, sedan den blandat sig med gasen i behål- laren såsom anges med pil vid 18. förbindelsen för tryckutjämning mellan behållare och fria luften skall vara trång. Den övre behål- larens l6 storlek och form skall vara sådan att alfapartiklar från radondöttrar, som sitter på behållarens väggar, ej detekteras.

I den övre behållaren 16 är anordnad en detektor 15 som mäter alfa- strålningen från sönderfall av radon och radondöttrar i gasen i behållaren l6. Radonkoncentrationen i övre behållaren l6 beror av radonkoncentrationen i markluften, markluftens strömningshastighet och apparaturens dimensioner. Inga sönderfall från radon-226 kommer att registreras, eftersom radon-220 och dotterprodukter sönderfaller innan de når övre behållaren l6. 80íf7358-0 Som detektor l5 för alfastrâlningen från radon och radondöttrar i övre behållaren 16 kan användas fotografisk film, fotografisä kärn- emulsion eller otäckt eller täckt plastdetektor av cellulosanitrat. Är plastdetektorn täckt kan skyddet bestå av ett tunt plastskikt 5 eller av folie av annat material, vars tjocklek skall vara sadan att registrering sker av alfapartiklar från radon och radondöttrar från en luftvolym framför detektorn, men ej av alfapartiklar från radondöttrar som fastnat på skyddsplasten. Med fördel kan därvid en detektor enligt SE,A,8004273-2 användas. Som detektor för al”a- 10 partiklar i den övre behållaren 16 kan användas en halvledardetektor eller en scintillationsdetektor. De båda sistnämnda anslutes till , erforderlig elektronik med datasamlingssystem.

Claims (4)

1. l0 l5 20 25 30 80G7338-U PATENTKRAV l. Förfarande vid mätning av åtminstone en av storheterna flöde, flödeshastighet, koncentration och mängd av radon och/eller radon- döttrar i mark, k ä n n e t e c k n a t a v att man insamlar från marken kommande gas i ett endast nedtill gaspermeabelt utrymme, varvid åtminstone de nedåt vettande begränsningarna av utrymmet står i kontakt med marken, så att atmosfärsluft hindras passera in i ut- rmnnet, att man placerar åtminstone en detektor som mäter alfastrål- ningen från sönderfall av radon och radondöttrar i ett med nämnda utrymme kommunicerande andra utryme, varvid placeringen av det andra utrymmet och detektorn väljs så att detektorn fortlöpande kan obser- veras och utnyttjas för mätningen, att man låter gasen passera konti- nuerligt genom utrymmena under en förutbestämd tid för att exponera detektorn för gasen och att man efter exponeringen utvärderar mät- resultatet.
2. 2. Förfarande enligt krav l, vid vilket radonavgângen från markytan mätes, k ä n n e t e c k n a t att det nedtill gaspermeabla utrymmet åstadkommes över den markyta som skall analyseras, så att passage av från marken strömmande gas därigenom tillâtes, företrädes- vis med hjälp av en gastät plastfolie vars perifera delar kraftigt_ pressas mot marken eller eventuellt tryckes eller gräves ned, och att man fortlöpande tillser att det inre trycket i utrymmet eller ut- rymmena är väsentligen lika med yttre atmosfärstrycket under expo- âV neringen.
3. 3. Förfarande enligt krav l, vid vilket radonflöde och strömnings- hastighet i marken mätes, k ä n n e t e c k n a t a v att det nedtill gaspermeabla utrymmet åstadkommas under marknivån på önskat djup, att utrymmet förbindes medelst en gastät kanal, företrädesvis en slang, med ett från marknivån åtkomligt, från inträngning av atmosfärsluft tätat andra utrymme, där detektorn placeras. s«o7sss-0
4. 4. Anordning för mätning av radon i och från mark, k ä n L e t e c k- n a d a v en uppsam1ingsanordning (10, 12) för markgas av icke gaspermeabelt materia1 p1acerad på marken e11er på önskat djup under marknívån, en från marknivån åtkom1íg, för ínpassage av atmnsfärs- 1uft tätad, exponeríngsbehâ11are (16), en e11er f1era detek orer (15) för radon placerade i exponeringsbehâ11aren (16), en d1 båda behå11arna förbindande s1ang (13) samt en tryckutjämningsöp; ning (17) anordnad i exponeringsbehâ11aren (16) som utgör det enra ut- ïoppet för uppsam1ad markgas ti11 atmosfären.