title: Μελέτη έκλυσης και συγκέντρωσης ραδονίου σε σπήλαια στην Δυτική Κρήτη
Creators: name: Τσουκαλα Δεσποινα
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2017

description: Μελέτη έκλυσης και συγκέντρωσης ραδονίου σε σπήλαια στην Δυτική Κρήτη
Περίληψη

Μεγάλο ποσοστό της φυσικής ακτινοβολίας που δέχεται ο άνθρωπος, οφείλεται στην ακτινοβολία άλφα (α) που προκύπτει από την μεταστοιχείωση του ραδιενεργού ευγενούς αερίου που ονομάζεται ραδόνιο. Το στοιχείο αυτό ανήκει στην ραδιενεργή σειρά του ουρανίου και ανιχνεύεται στα πετρώματα, το έδαφος, το νερό, τον αέρα ακόμα και τα δομικά υλικά. Το ραδόνιο είναι μια από τις λίγες ουσίες που έχουν θεωρηθεί ότι είναι καρκινογόνες. H βασική επίπτωση στην υγεία του ανθρώπου από το ραδόνιο είναι ο καρκίνος του πνεύμονα. Σύμφωνα με την ταξινόμηση που χρησιμοποιείται από τους οργανισμούς World Health Organization και Environmental Protection Agency (US), το ραδόνιο ανήκει στα καρκινογενή κατηγορίας 1 και Α αντίστοιχα (W.H.O., 1988; E.P.A., 1999) (Νικολακόπουλος et al., 2015). H U.S. Environmental Protection Agency (2003) εκτιμά ότι το 13,4% των θανάτων από καρκίνο του πνεύμονα οφείλονται στο ραδόνιο. Στα πλαίσια λοιπόν πολύπλευρων ερευνών, ένα τμήμα των ερευνητών έχει επικεντρωθεί στο ιδιόμορφο περιβάλλον των σπηλαίων, καθώς αποτελούν μορφοτεκτονικές δομές που από την δομή αλλά και από την θέση και τον τρόπο δημιουργίας τους, μπορούν να συνεισφέρουν σημαντικά στην έρευνα σχετικά με την συγκέντρωση του ραδονίου στον αέρα. 											Στα πλαίσια της εργασίας αυτής, με χρήση παθητικών ανιχνευτών καταγραφής ιχνών (CR-39), έγιναν μετρήσεις συγκέντρωσης ραδονίου και υπολογισμός της ενεργής δόσης ακτινοβολίας που δέχεται ο άνθρωπος σε 24 σπήλαια και σπηλαιοβάραθρα στην δυτική Κρήτη. Η διάθεση των ανιχνευτών και η επεξεργασία τους έγιναν από το τμήμα Ελέγχου Ραδιενέργειας Περιβάλλοντος της Ελληνικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν συγκρίθηκαν με αντίστοιχα αποτελέσματα της διεθνούς βιβλιογραφίας και εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με τους παράγοντες που επηρεάζουν το φαινόμενο έκλυσης και συγκέντρωσης ραδονίου στα συγκεκριμένα σπήλαια. 			Πιο συγκεκριμένα, παρατηρήθηκαν διαφορετικές συγκεντρώσεις ραδονίου σε σπήλαια που βρίσκονται σε διαφορετικές λιθοστρωματογραφικές ενότητες. Τις μικρότερες τιμές συγκέντρωσης εμφανίζουν σπήλαια εντός ανθρακικών (καρστικών) σχηματισμών της ενότητας Τρυπαλίου (με μέσο όρο 1.085 Bq/m3). Υψηλότερες τιμές μετρήθηκαν σε σπήλαια που έχουν δημιουργηθεί σε σχηματισμούς του Νεογενούς – Τεταρτογενούς (με μέσο όρο 2.022 Bq/m3) και στα μεταμορφωμένα ανθρακικά πετρώματα της Ομάδας των Πλακωδών Ασβεστολίθων (με μέσο όρο 1.715 Bq/m3). Οι τιμές συγκέντρωσης που μετρήθηκαν στα υπό μελέτη σπήλαια δεν χαρακτηρίζονται ιδιαίτερα υψηλές, συγκρινόμενες με αντίστοιχα διεθνή δεδομένα. Επίσης σε σύγκριση με δημοσιευμένα στοιχεία από τον ελληνικό χώρο, είναι αρκετά μικρότερες από αυτές που μετρήθηκαν στο σπήλαιο των Πετραλώνων (με μέγιστη τιμή ίση με 88.000 Bq/m3) και παραπλήσιες με τις μετρήσεις στο σπήλαιο Περάματος (1.311 Bq/m3). Αυξημένες τιμές παρουσίασαν τα σπήλαια οι θέσεις των οποίων σχετίζονται άμεσα με ρηγματωγόνες ζώνες, ή συνδέονται με την ύπαρξη σιδηρομεταλλευμάτων στην περιοχή ανάπτυξής τους. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των μετρήσεων της συγκέντρωσης ραδονίου για το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα στα υπό μελέτη σπήλαια και τα όρια ασφαλείας για την προστασία από ιοντίζουσες ακτινοβολίες που αναφέρονται στην Ε.Ε Οδηγία του 2013, η επίσκεψη και παραμονή στα υπό μελέτη σπήλαια, για εύλογα χρονικά διαστήματα, θεωρείται ακίνδυνη.

Λέξεις κλειδιά: Ραδόνιο, ραδιενέργεια, σπήλαια, ρήγματα, παθητικοί ανιχνευτές CR-39, ενεργή δόση ακτινοβολίας.


Study of radon exhalation and concentration in caves in Western Crete
Abstract

Much of the natural radiation that human accepts is due to alpha radiation which arises from the transmutation of radioactive noble gas called radon. This element belongs to the radioactive series of uranium and is detected in rocks, soil, water, air and even building materials. Radon is one of the few substances that are considered to be carcinogenic. The main impact on human health from radon is lung cancer. According to the classification used by the organizations World Health Organization, and Environmental Protection Agency (US), radon belongs to carcinogenic category 1 and A respectively (W.H.O., 1988; E.P.A., 1999) (Nikolakopoulos et al., 2015). H U.S. Environmental Protection Agency (2003) estimates that 13.4% of deaths from lung cancer are due to radon. So within multifaceted research, part of researchers has focused on the special environment of caves, as they are Morphotectonic structures that can contribute significantly to the research on the concentration of radon in air, as a result of their structure, position and the way in which they are created.
As part of this thesis, with the use of passive Solid State Nuclear Track Detectors (CR-39), measurements of radon concentration have been carried out and there has also been a calculation of the active radiation dose received by man in 24 caverns and caves in western Crete. The placing of the detectors and the processing was made by the Environmental Radioactivity Control section of Greek Atomic Energy Commission. The results were compared with the corresponding results of the International Bibliography and conclusions were reached on the factors which influence the release and concentration effect of radon in these caves. 											More specifically, different radon concentrations were seen in caves located in different lithostratigraphical sections. The lowest concentrations are shown in caves within carbonate formations of Tripali unit (average 1.085 Bq/m3). Higher values were measured in caves created in formations of Neogene - Quaternary (with an average of 2.022 Bq/m3) and in metamorphic carbonate rocks of the Group of Plattenkalk (average of 1.715 Bq/m3). The concentration values measured in the studied caves are not qualified as very high compared with the corresponding international standards. Also, in comparison with published data from the Greek area, they appear quite lower than those measured in the cave of Petralona (with a maximum value of 88.000 Bq/m3) and close to the measurements in Perama Cave (1.311 Bq/ m3). Increased prices have been shown in caves’ positions which are directly related to rigmatogones zones, or are linked to the existence of iron in their development areas. According to the results of the radon concentration, measurements for the specific period of time in the under study caves as well as safety limits for protection against ionizing radiation, which are reported in EU/59/Directive 2013, visit and stay in the study caves for reasonable periods of time are considered harmless.

Key words: radon, caves, radioactivity, faults, effective dose, passive detectors CR-39.