Метод определения коэффициента диффузии радона в материалах ограждающих конструкций зданий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.03, кандидат технических наук Цапалов, Андрей Анатольевич

• Цапалов, Андрей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Цапалов, Андрей Анатольевич

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ИЗВЕСТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ РАДОНА

1.1. Особенности процесса массопереноса радона

1.2. История развития методов

1.3. Методы стационарного режима массопереноса

1.4. Методы нестационарного режима массоперноса

1.4.1. Метод "постоянного источника"

1.4.2. Метод "мгновенного источника"

1.5. Сравнительный анализ известных методов 51 Выводы

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА

РАЗРАБАТЫВАЕМОГО МЕТОДА

2.1. Постановка и решение краевой задачи массопереноса ^ радона в образце

2.2. Реализация математического решения задачи

2.3. Закономерности процесса массопереноса радона 67 Выводы

Глава 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

3.1. Определение геометрических параметров рабочей камеры установки и испытуемого образца

3.2. Принципиальная схема установки

3.3. Конструкция и приборное оснащение 81 Выводы

Глава 4. МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Подготовка к испытаниям и методика выполнения ^ ^ измерений

4.2. Методика обработки результатов измерений

4.3. Испытания контрольных образцов материалов

4.4. Результаты испытаний 124 Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Метод определения коэффициента диффузии радона в материалах ограждающих конструкций зданий»

Обострившаяся в последние годы проблема демографического спада в России требует решения комплекса сложных задач, направленных на увеличение рождаемости, снижение смертности, улучшения условий жизни и здоровья населения. Одна из них заключается в необходимости существенного снижения доз радиоактивного облучения населения и производственного персонала искусственными и природными источниками ионизирующих излучений. В связи с этим в 1996 году принят закон Российской Федерации "О радиационной безопасности населения" [39], а в 1999 году введены в действие "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)" [24], в которых установлен максимальный допустимый среднегодовой уровень эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) изотопов радона в воздухе помещений - 100 Бк/м .

Радиоактивное воздействие изотопов радона (далее по тексту "радона") и их короткоживущих дочерних продуктов распада наносит ущерб здоровью человека, численно оцениваемый накопленной эффективной эквивалентной дозой или вероятностью преждевременной смерти. По оценкам Научного комитета по действию атомной радиации ООН радон создает более 70% эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением от источников радиации земного происхождения, и, примерно, половину дозы от всех природных источников излучения [18].

Подавляющую часть дозы облучения человек получает в помещениях зданий, где обычно проводит большую часть времени. Присутствие радона в воздухе помещений однозначно свидетельствует о присутствии его дочерних продуктов распада (ДЕЛ1). Активность их смеси в воздухе всегда ниже активности собственно радона и характеризуется значением ЭРОА.

В отличие от радиационного воздействия других природных источников излучения (например, космического происхождения), воздействие ДПР радона в зданиях поддается регулировке с приемлемыми затратами. Причем обеспечение нормативных требований на стадии проектирования обходится значительно дешевле, чем устранение повышенного содержания радона в эксплуатируемом здании. Отсутствие в Градостроительном кодексе РФ [5,38] требований о проверке радиационных качеств зданий при сдаче в эксплуатацию придает особую актуальность обеспечению их радиационной безопасности на стадии проектирования.

Радон, являясь инертным газообразным элементом, образуется при распаде природного радия-226, который повсеместно присутствует в материалах земной коры. В том числе, в стройматериалах, изготовленных на основе извлеченного из земли неорганического сырья, и грунтах, залегающих в основаниях зданий. Поэтому, как правило, основным источником поступающего в помещения радона является грунтовое основание здания, второстепенным - его ограждающие конструкции [17].

При радиоактивном распаде радия в грунте или строительном материале образовавшийся атом радона за счет энергии отдачи с вероятностью, определяемой величиной "коэффициента эманирования", попадает в поровое пространство. В условиях работы подземных ограждающих конструкций здания и грунтов его основания доминирующим механизмом массопереноса радона в их поровом пространстве является газовая молекулярная диффузия [18]. Интенсивность массопереноса прямо пропорциональна величине коэффициента диффузии радона в материале.

Вследствие неравномерного распределения радия в грунтах и их различной газопроницаемости радоновая нагрузка на подземную часть здания может варьировать в широких пределах.

В настоящее время, с целью обеспечения нормативных требований к уровню ЭРОА радона в проектируемых зданиях, в ОСПОРБ [25] введено ограничение плотности потока радона (ППР) с поверхности грунта в fy основании здания, равное 80 мБк/(м с). Данная величина была установлена на основе предельно упрощенной модели стационарного радонового баланса "эталонного дома" [12] в предположении связи среднегодовой ЭРОА радона в помещении и некоего значения ППР с поверхности грунта. Однако, эта связь фактически не подтверждается, т.к. формирование радонового режима помещений зависит от многих определяющих факторов.

Результаты исследований последних лет свидетельствуют о необоснованности существующей практики принятия решений, касающихся проектирования мероприятий по противорадоновой защите зданий. Подобная практика основана на результатах прямых краткосрочных измерений ППР с поверхности грунта и не учитывает следующих, весьма существенных обстоятельств:

• измеренные в случайные моменты времени средние по площади участка краткосрочные значения ППР с поверхности грунта могут отличаться друг от друга более, чем на порядок [13];

• плотность потока радона из грунта на уровне поверхности земли, как правило, существенно отличается от потока на фактическом уровне заложения подошвы фундамента здания [11,21];

• сопоставление ППР с поверхности грунта до и после сооружения здания не имеют смысла, поскольку после возведения здания коренным образом изменяется влажностное состояние верхнего слоя грунта, а также граничные условия в новой системе "грунт-здание" [10].

Сложившаяся практика прямых краткосрочных измерений ППР с поверхности грунта в случайные моменты времени не позволяет получать достоверные и воспроизводимые результаты [22], приводит к противоречивым выводам и не может служить основанием для принятия адекватного условиям строительства проектного решения.

Для проектирования радонобезопасных зданий необходимы теоретически обоснованные расчетные методы, связывающие экспериментально установленные радиационные характеристики источников радона, механизмы его переноса и факторы, определяющие поведение радона и его ДПР в помещениях здания [14]. Известно, что формирование радонового режима помещений здания зависит от целого ряда факторов, совместное действие которых можно учесть лишь в том случае, если рассматривать здание как единую систему, состоящую из следующих основных элементов (рис.1):

Рис. 1. Основные факторы, влияющие на формирование радоновой обстановки в здании

1. Грунтовое основание здания (подсыпки, коренные грунты и т.п.) -основной источник радона;

2. Ограждающие конструкции, которые препятствуют проникновению радона из грунта в здание и одновременно сами являются источниками радона;

3. Менее значимые источники радона (водопровод, газ);

4. Система вентиляции, работа которой обеспечивает удаление (сток) поступившего в помещения радона.

Метод расчетной оценки концентрации радона в помещениях проектируемых зданий позволит прогнозировать уровни ЭРОА радона в здании при различных вариантах проектных решений ограждающих конструкций и режимов вентиляции помещений. Результаты прогнозирования могут составить основу для выбора оптимального проектного решения, позволяющего добиться поставленной цели при наименьших затратах.

Однако, практическое использование любого метода расчета оказывается невозможным при отсутствии представительных исходных данных, которые должны быть использованы в расчете. Поэтому актуальны исследования, направленные на определение расчетных значений физических характеристик грунтов в основаниях зданий и материалов их ограждающих конструкций. Прежде всего, коэффициентов диффузии радона в этих материалах.

Поскольку проблема обеспечения радонобезопасности зданий актуализировалась относительно недавно, диффузионная радонопроницаемость многих материалов и грунтов остается малоисследованной. Имеющиеся литературные данные о коэффициентах диффузии радона в исследовавшихся материалах достаточно противоречивы и иногда расходятся на два-три порядка и более (Приложение 1). Последнее объясняется не только ограниченным объемом проводившихся исследований, что, в частности, связано с их сложностью и большой трудоемкостью, но и с отсутствием достаточно производительного метода исследования и необходимого для этого экспериментального оборудования.

Актуальность работы обусловлена необходимостью создания современного метода и средства, пригодного для проведения планомерных масштабных исследований диффузионного массопереноса радона в широком наборе материалов.

Основная цель диссертации заключается в разработке усовершенствованного метода и экспериментальной установки для ускоренного определения коэффициента диффузии радона в материалах ограждающих конструкций зданий и их грунтовых оснований.

Для достижения указанной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

1. Проведен анализ известных методов экспериментального определения коэффициента диффузии радона и определены их недостатки.

2. Определен наиболее продуктивный метод и пути его усовершенствования в части расширения области применения, сокращения времени эксперимента, повышения точности измерений.

3. Разработана теоретическая основа усовершенствованного метода, основанная на математическом решении краевой задачи нестационарного диффузионного массопереноса радона в образце материала неограниченной толщины со стоками радона при соответствующих условиям эксперимента начальных и граничных условиях.

4. Разработана и изготовлена экспериментальная установка, реализующая усовершенствованный метод измерений.

5. Разработаны методика проведения и обработки результатов измерений.

6. Экспериментально определены коэффициенты диффузии радона в наиболее исследованных материалах, и полученные результаты сопоставлены с литературными данными.

Научная новизна работы заключается в разработке теоретической основы усовершенствованного метода определения коэффициента диффузии радона в строительных материалах и грунтах в нестационарном режиме массопереноса.

Положения, выносимые на защиту:

1. Теоретическая основа метода определения коэффициента диффузии радона в материалах ограждающих конструкций зданий и грунтах.

2. Установленные соотношения геометрических параметров рабочей камеры экспериментальной установки и образцов испытуемых материалов, при которых достигается требуемая точность измерений.

3. Экспериментальная установка и методика экспериментального определения коэффициента диффузии радона в материалах ограждающих конструкций зданий и грунтах.

4. Результаты экспериментальных исследований коэффициента диффузии радона в различных материалах.

Практически значимые результаты работы:

1. Создано экспериментальное устройство для ускоренных исследований коэффициентов диффузии радона в твердых, сыпучих, рулонных, пленочных и иных строительных материалах и грунтах;

2. Разработана методика и получены результаты экспериментального определения коэффициентов диффузии радона в бетоне и рулонном гидроизоляционном материале на битумной основе.

Основное содержание работы опубликовано:

1. Цапалов А. А. Мониторинг радона с использованием активированного угля. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 1994, № 1, С. 40-43.

2. Гулабянц Л.А., Лившиц М.И., Цапалов А.А. Теоретическая основа нестационарного метода измерения коэффициента диффузии радона в пористой среде. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2006, № 2, С. 43-45.

3. Цапалов А.А. Нестационарный метод измерения коэффициента диффузии радона в пористой среде. Строительная физика в XXI веке: Материалы научно-технической конференции. - М.: НИИСФ РААСН, 2006, С. 486-489.

4. Гулабянц Л.А., Цапалов А.А. Экспериментальное устройство для измерения коэффициента диффузии радона в материалах. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2006, № 4, С. 35-37.

5. Гулабянц Л.А., Цапалов А.А. Метод и устройство для ускоренного измерения объемного коэффициента диффузии радона в различных материалах. Тезисы научно-практического семинара «Радон в геологоразведке и экологии». - М.: ГНЦ ВНИИгеосистем, 2007.

6. Гулабянц Л.А., Цапалов А.А. Определение коэффициента диффузии радона в бетоне и изоляционных материалах. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2008, № 2, С. 44-48.

7. Гулабянц Л.А., Цапалов А.А. Радонопроницаемость рулонного материала Техноэласт. Научно-технический и производственный журнал «Строительные материалы», 2008, № 10, С. 69-71.

Результаты работы внедрены в виде:

1. Опытного образца экспериментального устройства для определения коэффициента диффузии радона в материалах.

2. Проекта Стандарта НИИСФ РААСН "Метод определения коэффициента диффузии радона в материалах ограждающих конструкциях зданий".

3. Пополнения базы данных НИИСФ о расчетных значениях коэффициентов диффузии радона в различных материалах.

При выполнении работы автор использовал опыт инструментального определения параметров ионизирующих излучений, а также методические приемы решения задач диффузионного массопереноса радона в пористых средах, представленные в трудах таких российских ученых, как А.С.Сердюкова, Э.М.Крисюк, Н.В.Демин, И.М.Хайкович, А.П.Ермилов и др., а также зарубежных ученых - Г.Запалака, В.Роджерса, К.Нильсена, К.Ковлера и др.

Составляющие основу диссертации исследования проведены автором в лаборатории радиационной безопасности в строительстве НИИ Строительной Физики РААСН при содействии приборостроительной компании ООО "НТЦ Амплитуда".

Заключение диссертации по теме «Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение», Цапалов, Андрей Анатольевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Нестационарные лабораторные методы определения коэффициента диффузии радона в строительных материалах и грунтах обладают рядом существенных преимуществ по сравнению со стационарными. Из числа нестационарных наиболее перспективным является представленный в [65] метод "мгновенного источника". Однако, теоретическая основа этого метода была разработана только для тонких пленочных материалов в предположении отсутствия в них стоков радона, что существенно ограничивает область применения метода.

2. Представленные в диссертации математическая формулировка и решение краевой задачи нестационарного диффузионного массопереноса радона в слое материала неограниченной толщины со стоками радона при воздействии на него "мгновенного" источника и соответствующих эксперименту начальных и граничных условиях представляет собой усовершенствованную теоретическую основу упомянутого выше метода.

3. Проведенные с помощью полученного математического решения задачи расчетные исследования показывают, что при использовании данного метода достаточно достоверное определение коэффициента диффузии радона в материалах с различной радонопроницаемостью возможно лишь при определенных, представленных в диссертации соотношениях геометрических параметров испытуемых образцов материалов и объема камеры экспериментальной установки.

4. При создании реализующей рассматриваемый метод экспериментальной установки решен ряд специфических задач, возникших в связи с необходимостью обеспечить:

• герметичность разъемных соединений элементов установки, в т.ч. образцов испытуемых материалов с их держателями;

• трансформацию рабочего объема камеры;

• "мгновенный" ввод и требуемый уровень начальной активности радона в камере;

• равномерное распределение радона в объеме камеры и необходимую интенсивность газообмена в пограничном слое на границе раздела сред "воздух в камере - образец";

• высокую стабильность чувствительности измерительного тракта установки;

• защиту детектора от образования на нем конденсата.

5. С помощью созданной экспериментальной установки определены коэффициенты диффузии радона в воздухе, воде, песке, бетоне, рулонном гидроизоляционном материале и радонозащитной мембране. Полученные результаты хорошо согласуются с соответствующими данными из литературных источников.

6. Основные технические характеристики экспериментальной установки:

• диапазон определяемого значения объемного коэффициента

-11 -5 2 диффузии радона - от 10 до 10 м/с;

• время испытания - 18 час;

• толщина и влагосодержание образца - не ограничены;

• погрешность определения коэффициента диффузии радона составляет: о для высокопроницаемых материалов в диапазоне -7 -5 2 от 10 до 10 м/с - не более 10%; о для умереннопроницаемых материалов в диапазоне

-10 -7 2 от 10 до 10 м /с - не более 20%; о для слабопроницаемых материалов в диапазоне от 10"11 до Ю"10м2/с - не более 40%.

• допустимое изменение температуры окружающего воздуха во время испытаний не более 3 °С.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Цапалов, Андрей Анатольевич, 2008 год

1. Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С.

2. Основы экспериментальных методов ядерной физики. 3-е изд. М.:Энергоатомиздат, 1985. с. 488.

3. Бадьин В.И., Моисеев Ю.К., Ситько Р.Я. О коэффициенте эманирования из толстого слоя урановых и ториевых руд. Вопросы гигиены и охраны труда на урановых рудниках и обогатительных предприятиях. М.: Атомиздат, 1971.

4. Баранов В.И., Грачева Е.Г. К методике изучения проницаемости горных пород для радиоактивных эманаций. Тр. Радиевого института. 1937. Т. 3. с. 117.

5. Булашевич Ю.П., Карташов Н.П. Определение коэффициентов диффузии радона в горных пародах методом мгновенного источника. Изв. АН СССР. Сер. Физ. Земли. 1967. № 10. с. 71-76.

6. Градостроительный Кодекс Российской Федерации. № 190-ФЗ от 29.12.2004 г.

7. Граммаков А.Г. Вопросы рудной геофизики. Вып. 2. М.: Госгеолтехиздат. 1961. с. 135.

8. Граммаков А.Г., Лятковская П.М. О диффузии радиоактивных эманаций в горных породах. Геофизика. 1935. Т. 5. Вып. 3. с. 290.

9. График хода значений метеопараметров во времени. http://station.gismeteo.ru

10. Грачева Е.Г. Влияние структуры и пористости пород на диффузию радиоактивных эманаций. Тр. ГРИ. 1938. Т. IV.

11. Гулабянц Л.А. Актуальные задачи проблемы обеспечения радонобезопасности зданий. Строительная физика в XXI веке: Материалы научно-технической конференции. М.: НИИСФ РААСН, 2006.

12. Гулабянц JI.А., Заболотский Б.Ю. Мощность «активного» слоя грунта при диффузионном переносе радона в грунтовом основании здания. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2001, №4, с. 38-40

13. Гулабянц JI.A., Заболотский Б.Ю. Плотность потока радона как критерий оценки радоноопасности. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2004, № 3, с 16-20.

14. Гулабянц JI.A., Заболотский Б.Ю. Сезонная вариация потока радона из грунта и оценка радоноопасности площади застройки. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2004, № 4, с. 46-50.

15. Гулабянц JI.A., Лившиц М.И. Расчет концентрации радона в помещениях проектируемых зданий. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2007, № 4.

16. Демин Н.В., Бондаренко В.М., Рогалис B.C. Противорадоновая защита в жилых и общественных зданиях. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2005, №1.

17. Жуковский М.В., Кружалов А.В., Гурвич В.Б., Ярмошенко И.В.

18. Радоновая безопасность зданий. Екатеринбург: УрО РАН, 2000

19. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации. Доклад Научного комитета ООН по действию атомной радиации Генеральной Ассамблее за 1988 г., с приложениями: В 2-х томах. Т.1.: Пер. с англ. М.: Мир, 1992. с. 552.

20. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации. Доклад Научного комитета ООН по действию атомной радиации Генеральной Ассамблее за 2000 г., с приложениями. Том 1., 2001.

21. Крисюк Э.М. Радиационный фон помещений. М.: Энергоатомиздат, 1989.

22. Кружалов А.В. Защита от радона-222 в жилых зданиях и на рабочих местах. (Публикация 65 МКРЗ). М.: Энергоатомиздат, 1995.

23. Микляев П.С. "ЧТО ДЕЛАТЬ?" или "радоновый кризис" в радиационных изысканиях. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2005, № 3, с.60-64

24. Микляев П.С., Петрова Т.Б. Механизмы формирования потока радона с поверхности почв и подходы к оценке радоноопасности селитебных территорий. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 2007, № 2, с. 2-16.

25. Новиков Г.Ф., Капков Ю.Н. Радиоактивные методы разведки. Л.: Недра, 1965

26. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). СП 2.6.1.758-99. М.: Минздрав России, 1999.

27. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99). СП 2.6.1.799-99. М.: Минздрав России, 2000.

28. Павлов И.В., Покровский С.С., Камнев Е.Н. Способы обеспечения радиационной безопасности при разведке и добыче урановых руд. М.: Энергатомиздат, 1994. с. 256.

29. Памятка по радону для граждан (перевод). Агентство Охраны Окружающей Среды США. Департамент здравоохранения и гуманитарных служб США. Центр контроля болезней. Служба атмосферы и радиации. Август, 1986.

30. Попретинский И.Ф. Вопросы рудной геофизики. Вып. 2. М.: Госгеолтехиздат. 1961. с. 105.

31. Пособие к МГСН 2.02-97. Проектирование противорадоновой защиты жилых и общественных зданий. М.: Москомархитектура, 1998.

32. Радиометрические методы поисков и разведки урановых руд. Под ред. Алексеева В.В. М., Госгеолтехиздат, 1957.

33. Разведочная ядерная геофизика. Справочник геофизика. Под ред. Кузнецова О.Л., Поляченко А.Л. М., «Недра», 1986.

34. Салтыков Л.Д., Шалаев И.Л., Лебедев Ю.А., Горбушина Л.В.

35. Радиационная безопасность при разведке и добыче урановых руд. М.: Энергоатомиздат, 1984.

36. Сердюкова А.С., Капитанов Ю.Т. Изотопы радона и короткоживущие продукты их распада в природе. М.: Атомиздат, 1969. с. 312.

37. Сердюкова А.С., Капитанов Ю.Т. Изотопы радона и продукты их распада в природе. М., Атомиздат, 1975.

38. Сердюкова А.С., Капитанов Ю.Т., Заводская М.П. Определение коэффициентов диффузии по величине концентрации радона в воздухе горных пород и тупиковых выработок. Изв. АН СССР. Физика земли. 1965. №7.

39. Термоанемометр АТТ-1004. http://www.aktakom.ru/productykio/att-1004.htm37. Термогигрометр CENTER-313

40. CENTER TECHNOLOGY CORP. http://www.centertek.com/313.htm

41. Федеральный закон Российской Федерации «О внесении изменений в Градостроительный Кодекс Российской Федерации и отдельные законодательные акты Российской Федерации». № 232-Ф3 от 18.12.2006 г.

42. Федеральный закон Российской Федерации «О радиационной безопасности населения». № З-ФЗ от 09.01.1996 г.40. Физическая энциклопедия.

43. М.: Большая Российская энциклопедия. Том 4, с. 704, 1994.

44. Хайкович И.М. О накоплении эманации в камере, установленной на поверхности радиоактивной породы. Вопросы рудной геофизики. Вып. 1. М.: Госгеолтехиздат, 1960. с. 62.

45. Ярмошенко И.В., Жуковский М.В., Екидин А.А. Моделирование поступления радона в жилища. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ», 1999, №4(19).

46. Ball, В. Harris, W, Burford. A laboratory method to measure gas diffusion and flow in soil and other porous materials. J. Soil Sci. vol 32, p. 323-333.

47. Cohen B.L. Methods for Predicting the Effectiveness of Uranium Mill Tailing Covers, Nucl. Inst, and Meth. 164, p. 595-599, 1979.

48. Culot MVJ, Olson HG, Schiager KJ. Effective diffusion coefficient of radon in concrete. Theory and method for field measurements. Health Phys 30, p. 263-270, 1976.

49. Comparative Dosimetry of Radon in Mines and Homes. NRC, 1991.

50. Cozmuta I. and E.R. van der Graaf. Methods for Measuring Diffusion Coefficients of Radon in Building Materials. The Science of the Total Environment, 272 (2001), p. 323-335.

51. Dadong Iskandar, Takao Iida, Shiro Nakashima. Determination of222Rn Diffusion Coefficient in Japanese Soils. http://www.irpa.net/irpal0/cdrom/00370.pdf

52. Daoud W.Z., Renken K.J. Laboratory assessment of flexible thin-film membranes as a passive barrier to radon gas diffusion. Sci Total Env 272 (1— 3), p. 127-135, 2001.

53. Flugge S., Zimens K. Die Bestimmung von Korngrossen und von Diffiisionskonstanten aus dem Emaniervermogen. Z. phys. Chem. 1939. Bd 42. s. 179-186.

54. Folkerts KH, Keller G., Muth H. An experimental study on diffusion and999 99Пexhalation of Rn and Rn from building materials. Radiation Protection Dosimetry, v.9, p. 27-34, 1984.

55. Gadd MS, Borak ТВ. In-situ determination of the diffusion coefficient of 222Rn in concrete. Health Phys 68, p. 817-822, 1995.

56. Harrison G.E. The diffusion of radon gas mixtures. Birmingham. AL: University of Birmingham; 1938

57. Hulka J. Determination of Radon Diffusion Coefficient of Radon Barriers. Radon Investigation in the Czech Republic YI and the Third International Workshop. Czech Geological Survey Radon corp. 1996, p. 124-127.

58. Internet: www.monarflex.com

59. Keller G., Hoffmann B. The Radon Diffusion Length as a Criterion for the Radon Tightness. Sci Total Env 272 (1-3), p. 85-89,2001.

60. Kovler K., Perevalov A., Steiner V., Rabkin E. Determination of the Radon diffusion length in building materials using electrets and activated carbon. Health Physics, v.86, №5, p. 505-516, 2004.

61. Nazaroff W.W., Nero A.V. Radon and Its Decay Products in Indoor Air, New York: John Wiley & Sons; 1988.

62. Nielson K., Rich, D., Rogers, V. Kalkwarf, D. Comparison of radon diffusion coefficient measured by transient diffusion and steady state laboratory methods. Nuclear Regulatory Commission Report NUREG/CR 2875, 1982.

63. Nielson K.K., Rogers V.C., Gee G.W. Diffusion of Radon through Soils: A Pore Distribution Model, Soil Sci. Soc. Am. J. 48, p. 482-487, 1984.

64. Pedro L. Fernandez, Luis S. Quindos, Carlos Sainz, Jose Gomez. Atheoretical approach to the measurement of radon diffusion and adsorption coefficients in radonproof membranes. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research В 217, p. 167-176, 2004

65. Poffijn A., et al. On the Exhalation and Diffusion Characteristics of Concrete, Radiation Protection Dosimetry, 24, p. 203-206, 1988.

66. Put LW, van der Graaf ER. Invoerparameters voor radontransportmodellen: een literatuurstudie. KVI report, R92, 1996 (in Dutch).

67. Quindos Poncela atal. Evaluation of Radon Diffusion Coefficient of Radon Barriers: First Results with a Radon Chamber. Third Eurosymposium on Protection against Radon. Liege, 10 and 11 May 2001. Proceedings.

68. Renken K, Rosenberg T. Laboratory measurements of the transport of radon gas through concrete samples. Health Phys 1995; 68, p. 800-808, 1995.

69. Rogers VC, Nielson KK. Data and models for radon transport through concrete. In: The 1992 International Symposium on Radon and Radon Reduction Technology. Washington, DC: USEPA; EPA-600/R-93-083a; 1993,6:41-6:56.

70. Rogers VC, Nielson KK. Multiphase radon generation and transport in porous materials. Health Phys 1991; 60, p. 807-815.

71. Rogers VC, Nielson KK. Porosity trends in radon transport through concrete and consistency in defining diffusion coefficients. Health Phys 1997; 72, p. 153-154.

72. Rogers VC, Nielson KK, Holt RB. Radon diffusion coefficients for aged residential concretes. Health Phys 1995; 68, p. 832-834.

73. Rogers VC, Nielson KK, Holt RB, Snoddy R. Radon diffusion coefficients for residential concretes. Health Phys 1994; 67, p. 261-265.

74. Rogers VC., Nielson KK., Kalkwarf DR. Radon Attenuation Handbook for Uranium Mill Tailings Cover Design, NUREG/CR-3533, 1984.

75. Rona, E. Diffusiongrosse und Atomdurchmesser der Radium-emanation (Magnitude of diffusion and atomic dimensions of radium emanation), Ztschr. phys. Chemie., 92,p. 213-218, 1917.

76. Sasaki T, Gunji Y, Okuda T. Transient-diffusion measurement of radon in Japanese soils from a mathematical viewpoint. Journal of NUCLEAR SCIENCE and TECHNOLOGY, Vol. 43, No. 7, p. 806-810, 2006

77. Silker W.B. A Radon Attenuation Test Facility, NUREG/CR-2243, U.S., 1981,

78. Nuclear Regulatory Commission, Washington, D.C.

79. Silker W.B., Kalkwarf D.R. Radon Diffusion in Candidate Soils for Covering Uranium Mill Tailings, NUREG/CR-2924, PNL-4434, 1983, prepared by Pacific Northwest Laboratory for U.S. Nuclear Regulatory Commission, Washington, D.C.

80. Sogaard-Hansen J., Damkjaer A. Determining 222Rn Diffusion Lengths in Soils and Sediments, Health Physics 53(5), p. 455-459, 1987.

81. Tanner A.B. Radon migration in the ground, a review. The National Radiation Environment, University of Chicago Press, 1964.

82. Tyrrell, H.J.V., Harris, K.R. Diffusion in Liquids, a theoretical and experimental study. Butterworths, 1984.

83. Van der Spoel WH. Radon transport in sand: a laboratory study. Ph.D. thesis, Technical University Eindhoven, The Netherlands, 1998.

84. Zapalac G. A time-dependent method for characterizing the diffusion of 222Rn in concrete. Health Phys 45: p. 377-383; 1983.

85. Литературные данные о коэффициентах диффузии радона в строительных материалах и грунтах

86. Материал, тип грунта Коэффициент диффузии, м2 /с Плотность, кг/м3 Пористость Водоцементное отношение Источник1 2 3 4 5 61. Строительные материалы.

87. Бетон (0,21-5,2)* 10"7 1910-2260 0,19-0,27 0,53-0,67 71.

88. Бетон (2,6-3,6)* 10"У 1960-2120 0,19-0,24 70.

89. Бетон (доломит, кварцевый песок, цемент, зола) (0,94-2,73)* 10"8 2330 0,56 58.

90. Бетон (гравий, песок, цемент) 0,46*10"9 2520 0,48 47.

91. Бетон 3,34*10"8 2400 0,068 83.

92. Бетон 6*10"8 2250 0,32 83.

93. Бетон ( щебень, песок, цемент) 4,96* 10'8 0,12 0,5 66.

94. Бетон (щебень, песок, цемент, зола) 1,43*10"9 0,20 1,0 66.

95. Бетон (щебень, песок, цемент) 9,1*10"8 0,17 0,65 66.

96. Бетон (1,5-2,5)* 10'8 2100 0,13 52.

97. Бетон (0,007-1,3)* 10"6 - - 51.

98. Бетон (0,2 4,6)* 10"7 - - - 67.

99. Газобетон 1,3*10"Ь - - 57.

100. Бетон тяжелый 0,75* 10'8 - - 57.

101. Бетон тяжелый 2,5*10"У - 45.

102. Полимербетон < ю-1' - - 57.

103. Пластиковая пленка < 10"12 - - 57.

104. Эпоксидная смола < ю-12 - - 57.

105. Полиэтилен высокой плотности (0,32-1,2)* 10"9 - - 65.

106. Материал рулонный гидрогазоизоляционный наплавляемый (0,8-1,5)* Ю"10 - - НИИСФ

107. Поливинилхлоридная пленка 5,9*10'12 - - 54.

108. Полиэтилен высокой плотности 5,8*10"12 - - 54.1. Битум < ю-" - - 57.

109. Полиэтилен высокой плотности < ю-12 - - 57.

110. Полиэтилен 1,1*10~15 - - 47.

111. Полипропиленовая пленка 0,27*10"12 - - 54.продолжение таблицы1 2 3 4 5 61. Грунты

112. Кора выветривания гранитов 2,1*10"6 0,19 - 31.

113. Глинистая кора выветривания 3,2* 10"7 0,06 - 31.

114. Элювиально-делювиальные отложения 5*10"7 0,23 - 31.

115. Песок глинистый утрамбованный 2,6*10"6 - - 30.

116. Песок глинистый не утрамбованный 3,3* ю"6 - - 30.

117. Песок кварцевый сухой (1,0-6,5)* 10"Ь - - 30.

118. Песок кварцевый сухой 4,5*10'6 0,43 - 31.

119. Песок кварцевый сухой 6,5*10"6 - - 7.

120. Песок кварцевый (1,0-3,7)* 10"6 - - 34.

121. Делювиальные, слегка влажные отложения 7*10"6 - - 30.

122. Почва суглинистая (1-3)*10"Ь - - 30.

123. Глины (0,65-0,75)* 10"6 - - 30.

124. Элювиально-делювиальные щебенистые отложения 4,5*10'6 - - 30.

125. Песок речной 1,2*10"6 0,43 - 30.

126. Суглинок 1,1*10"6 0,41 - 30.

127. Песок (4,5-7,0)* 10"& 0,4 - 34.

128. Рыхлые отложения (2,0-3,5)* 10"6 0,2 - 34.

129. Глинисто-песчаные наносы 2,7*10"6 - - 59.

130. Плотные наносы песков (3,0 ± 1,3)* 10'6 0,29-0,36 - 59.

131. Плотные глинистые пески (3,2±1,5)*106 0,32-0,39 - 59.

132. Глины плотные (2,5 ± 1,0)*10"ь 0,32-0,43 - 59.

133. Программа вычисления объемной активности радона в камере экспериментальной установкиrestart;

134. V:=0.00053;LS:=0.117;h:=0.004;D:=0.00000000008;T:=600;c0.:=10000;v:=8;n:=8;e:=0.01 ;е2:=0.01 ;10:=0.0000021;1. ТТ:=Т* 100;1. S:=Pi*LSA2/4;1. Hl:=e/D;1. H2:=e2/D;b 1 :=H 1 *Н2/(h*H 1 *Н2+Н 1+Н2);

135. Ь2 :=-Н 1 * (h*H2+1)/(h*H 1 *Н2+Н 1+Н2);g:=tan(m*h)-((Hl+H2)*m)/(mA2-Hl*H2);

136. K0.:=-(l+b2)*exp(10*(t-tl));f0.:=-(l+b2)*exp(-10*t);q0.:=10;d0.:=-(l+b2);old := i;for i from 1 to v do m1.:=fsolve(g,m,Pi*(i-l)/h.Pi*i/h); di.:=-2*(

137. Н2Л2*Ь 1 *h*sin(h*m1.)*mi.A2+H2A2*m[i] *b 1 *h*H 1 *cos(h*m[i])

138. H2A2*b2*sin(h*m1.)*mi.A2+H2A2*m[i]*b2*Hl*cos(h*m[i])

139. H2A2*b2*Hl*m1.-H2A2*bl*Hl*sin(h*mi.)

140. H2A2*b 1 *cos(h*m1.)*mi.+H2A2*bl *m[i]m1.A4*bl*h*sin(h*mi.)+m[i]A3*bl*h*Hl*cos(h*m[i])m1.A4*b2*sin(h*mi.)+m[i]A3*b2*Hl*cos(h*m[i])-m[i]A3*b2*Hlm1.A2*b 1 *Hl*sin(h*mi.)m1.A3*bl*cos(h*mi.)+m[i]A3*bl)/(m[i]*(HlA2*h*H2A2+h*m[i]A2*HlA2+

141. HlA2*H2+Hl*H2A2+m1.A2*Hl+h*mi.A2*H2A2+h*m[i]A4+m[i]A2*H2));q1. :=evalf(mi.A2*D+10,6);

142. K1.:=di.*exp(q[i]*(t-tl));f1.:=di.*exp(-q[i]*t)od;

143. K:=(S/V)*e*sum('K1.7i-0.v); f:=(S/V)*e*c0.*sum('f{i]7i-0.v);1. F0.:=f;old:=k;for k from 1 to n do Flk.:=evalf(simplify( K*F[k-l]),8);with (student):pk.:=int(Fl [k],t);

144. Slj. :=subs(t=(j-l)*0.01*TT, c[2]); SID]»integer;

145. S2j. :=subs(t=0-l)*0.01*TT, c[3]); S2[j]::integer od;

146. AA := array( h,v,n,c[0.,LS,V,e,e2,h,D,10,TT);with(plots):1. :=plot(c 1 . ,t=0. .TT,title=' О A,Bk/m3Л ,colour=black);1.:=plot(c2.,t=0.TT,colour=green);1.:=plot(c3.,t=0.TT,colour=green);

147. AAA := array( h,v,n,c[0.,LS,V,e,e2,h,D,10,TT]);display(Ll,L2,L3,view=0.TT,-l.c[0.]);

148. Расшифровка идентификаторов в программе

149. Целесообразные сочетания размеров образца и объема камеры экспериментальной установки

150. Объем камеры, л Толщина образца, мм Диаметр образца, мм40 60 90 150

151. Целесообразные сочетания геометрических размеров образца и объема камеры соответствуют выделенным областям в таблице.

152. Блок-схема алгоритма вычисления коэффициента диффузии радона в испытуемом образце материаладаi<J->01=11. Sj.\>\S[j-l]\