Integration of Polish Monitoring Networks (ASS-500 and PMS systems)

The article contains a short description of the integrated on-line radiological monitoring system, which is part of the Aerosol Sampling Stations (ASS-500) and the Permanent Monitoring Stations (PMS) network in Poland. The integrated system has been designed by the Central Laboratory for Radiological Protection and was implemented in Poland in 2000. It allows prompt detection of the presence of artificial radionuclides in the ground-level atmosphere by means of continuous monitoring of the radioactivity collected on a filter

Radioaktywność materiałów budowlanych w Polsce

Introduction: The systematic research of the natural radioactivity of raw and building materials has been conducted in Poland since 1980. Basing on the results of these studies, carried out by both the Central Laboratory for Radiological Protection (CLOR) and over 30 other research laboratories in our country, the national database of natural radioactivity measurements has been set up. The database is supervised by the CLOR and contains the results of the measurements for more than 42 000 samples analysed since 1980 up till now. Due to the economic development of the country, since 1990 there has been an increase in the number of the natural radioactivity measurements of raw and building materials. Objective: The aim of this article is the presentation and evaluation selected of raw and building materials in terms of radiology. Method: In Poland the possibility of using different raw and ready building materials is classified due to the value of activity coefficients f1 and f2. Activity coefficient f1 specifies the content of natural isotopes in a test material and is the coefficient of the gamma radiation exposure to the whole body. Activity coefficient f2 specifies the content of radium 226Ra (mother of isotope 222Rn) in the test material and is the coefficient of the exposure of the lungs epithelium to the alpha radiation emitted by the decay products of radon, breathed into with air by the human respiratory system. Activity coefficients are described by the natural radioactivity of potassium 40K, radium 226Ra and thorium 228Th. Activity concentration of these radionuclides is determined by the MAZAR analyser with a scintillation detector. It is a three-window analyser, which measures samples in the range from 1.26 MeV to 2.85 MeV. Results: This paper shows the values of activity coefficients f1 and f2 for a few selected raw and building materials like ash, concrete, cement and ceramics. Additionally, activity coefficients f1 and f2 for carbon are discussed. Carbon, as a precursor to a few building raws, (ash, slag, mixture of ash and slag) has been measured in significant amounts since 1996. Average value of its activity coefficient f1 was between 0.15 and 0.43 while an average index f2 was from 14.7 Bq/kg to 44.2 Bq/kg for results collected in 1980-2012. Average values of activity coefficients f1 and f2 for carbon are the lowest of all measured and compared materials described in this paper. Average value of activity coefficient f1 of ash as a by-product of coal combustion is a few times higher than for carbon and is higher than the limit value equals 1.0 for results from almost all years. Conclusions: In the paper, average value and range of dose rate for these several raw and building materials have been shown. An average dose rate is between 31.8 nGy/h for carbon up to 140.8 nGy/h for ash.Wprowadzenie: Od 1980 roku w Polsce prowadzone są systematyczne badania naturalnej promieniotwórczości surowców i materiałów budowlanych. W oparciu o wyniki badań m.in. Centralnego Laboratorium Ochrony Radiologicznej (CLOR) oraz ponad 30 innych laboratoriów badawczych w naszym kraju powstała ogólnopolska baza pomiarów promieniotwórczości naturalnej. Baza ta jest nadzorowana przez CLOR i zawiera wyniki pomiarów dla ponad 42 000 zbadanych próbek od 1980 roku do chwili obecnej. W związku z rozwojem gospodarczym kraju, od 1990 roku nastąpił wzrost liczby pomiarów naturalnej radioaktywności surowców i materiałów budowlanych. Cel: Celem artykułu jest przedstawienie i ocena wybranych surowców i materiałów budowlanych pod względem radiologicznym. Metoda: W Polsce możliwość wykorzystania różnych surowców i gotowych materiałów budowlanych uzależniona jest od wartości wskaźników aktywności f1 i f2. Wskaźnik aktywności f1 określa zawartość naturalnych izotopów w badanym materiale i jest współczynnikiem narażenia całego ciała na promieniowanie gamma. Wskaźnik aktywności f2 określa zawartość radu 226Ra w badanym materiale i jest wskaźnikiem narażenia nabłonka płuc na promieniowanie alfa emitowane przez produkty rozpadu radonu, pobrane wraz z powietrzem przez układ oddechowy człowieka. Wskaźniki aktywności opisane są przez promieniotwórczość naturalną potasu 40K, radu 226Ra i toru 228Th. Stężenie aktywności tych radionuklidów jest określana za pomocą analizatora MAZAR z detektorem scyntylacyjnym. Analizator jest trzyzakresowy. Mierzy próbki w zakresach 1,26 do 1,65 MeV, od 1,65 do 2,30 MeV i od 2,30 do 2,85 MeV. Wyniki: W artykule przedstawiono wartości wskaźników aktywności f1 i f2 dla kilku wybranych surowców i materiałów budowlanych, takich jak popiół, beton, cement i ceramika. Dodatkowo omówiono wskaźniki aktywności f1 i f2 dla węgla. Węgiel jako prekursor kilku surowców budowlanych (popiół, żużel, mieszanina popiołowo-żużlowa) mierzono w znaczących ilościach od 1996 roku. Średnia wartość jego wskaźnika aktywności f1 wynosiła od 0,15 do 0,43, podczas gdy średni wskaźnik f2 od 14,7 Bq/kg do 44,2 Bq/kg dla wyników zebranych w latach 1980-2012. Średnie wartości wskaźników aktywności f1 i f2 węgla są najniższe spośród wszystkich zmierzonych i porównanych materiałów opisanych w niniejszym artykule. Średnia wartość wskaźnika aktywności f1 popiołu, jako produktu ubocznego spalania węgla, jest kilka razy wyższa niż w przypadku węgla i jest wyższa od wartości granicznej równej 1,0 w wynikach z prawie wszystkich lat. Wnioski: W artykule przedstawiono wartość średnią i zakres mocy dawki dla tych kilku wybranych surowców i materiałów budowlanych. Średnia moc dawki wynosi od 31,8 nGy/h w przypadku węgla do 140,8 nGy/h w przypadku popiołu

Radioactivity of the Baszkówka meteorite

In January 1996 a fragment, and in May 1996 a cut slab of the Baszkówka meteorite, were delivered for the radioactivity analysis to the Dosimetry Department of the Central Laboratory for Radiological Protection (CLOR) in Warsaw. The measurement method was gamma spectrometry using HPGe (High Purity Germanium) detectors. The CLOR prepared volume calibration source identical to the cut slab of the meteorite delivered for analyses. The presence of 40K and the cosmogenic radionuclides such as 54Mn and 22Na was detected in the Baszkówka meteorite. The results and measurement method are discussed

Radioactivity of the atmospheric aerosols measured in Poland following the accident in the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant in 2011

The data were collected by the network of the ASS-500 stations, aimed at the detection and monitoring of the presence and activity concentration of radionuclides in the ground-level air in both normal and emergency situation. Results of the monitoring of radionuclide content in the ground-level atmosphere in Poland during the accident in Fukushima Dai-ichi nuclear power plant (FD-NPP) in 2011 are presented. In particular, the results of the measurements cover the period of March–May 2011 focusing on the activity concentration of Cs-137, Cs-136, Cs-134, I-131, I-132 and Te-132. The elevated concentration of radionuclides in the atmosphere was initially detected on 23rd March. The maximum activity concentrations of I-131 – 5.40 mBq/m3 and Cs-137 – 0.73 mBq/m3 were measured on 30th March in Łódź. The ratio of the Cs-134/Cs-137 – 0.82 in Warsaw was calculated for the period 28–30 March. The Fukushima data are compared with the data obtained during the Chernobyl accident and the subsequent period. After the accident in Chernobyl, the maximum measured activity concentration of I-131 reached 180 Bq/m3 on 29th April and Cs-137 – 18 Bq/m3 on 30th April 1986 in Warsaw, however the Cs-134/Cs-137 ratio amounted to 0.49 indicating the presence of the spent fuel of different origin than that of the Fukushima accident. The deposition of the radionuclides from the Fukushima accident does not affect neither Polish people health nor the environment in Poland

Possibilities of Re ‑using Raw Waste Materials from Warsaw Power Plant in Building Construction Sector (2005 ‒2014)

Żużel, popiół i mieszanina popiołowo -żużlowa stanowią surowce odpadowe wytwarzane w procesie spalania węgla w elektrociepłowniach. Po wykonaniu pomiarów stężeń naturalnych radionuklidów (potasu 40K, radu 226Ra i toru 228Th) i obliczeniu wskaźników aktywności f1 i f2, a następnie zgodnej z przepisami prawnymi kwalifikacji, surowce te mogą być wykorzystane do produkcji materiałów budowlanych. Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej prowadzi bazę danych, zawierającą wyniki pomiarów stężenia naturalnych radionuklidów w próbkach surowców i materiałów budowlanych mierzonych na miejscu oraz w ponad 30 laboratoriach w Polsce od 1980 roku do chwili obecnej. W artykule dokonano analizy wyników badań surowców odpadowych (żużel, popiół i mieszanina popiołowo -żużlowa) pochodzących z trzech elektrociepłowni w Warszawie pod kątem określenia zagrożenia radiologicznego dla człowieka i możliwości wykorzystywania tych surowców w różnych rodzajach budownictwa.Slag, ash and a mixture of ash and slag are the waste materials produced by the combustion of coal in power plants. After the measurement of natural radionuclides (potassium 40K, 226Ra and thorium 228Th) concentration and the calculation of activity indicators f1 and f2, and then in accordance with legal qualifications, these materials may be used for the production of building materials. Central Laboratory for Radiological Protection maintains a database containing the results of measurements of natural radionuclides concentration in samples of raw and building materials measured in CLOR and in more than 30 laboratories in Poland from 1980 up to now. This paper presents an analysis of measurements results of waste materials (slag, ash and a mixture of ash and slag) from three power plants in Warsaw for determining the radiological risk to population and the possibility of their use in various types of construction

The Influence of Selected Phosphorus‑Nitrogen Flame Retardants on the Utility and Combustion Properties of Polyacrylate Solvent‑Based Adhesive

Kleje samoprzylepne, a szczególnie rozpuszczalnikowe kleje samoprzylepne cieszą się coraz większą popularnością, ze względu na ich unikalne właściwości, m.in. dobrą przyczepność do podłoży polarnych, odporność na starzenie, łatwość usuwania z klejonych powierzchni, niskie koszty oraz wysoką wydajność produkcji. Poliakrylanowe kleje samoprzylepne używane są zarówno w przemyśle, jak i w życiu codziennym. Zastępują one coraz częściej tradycyjne techniki łączenia, takie jak spawanie czy nitowanie. Z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego posiadają jednak istotną wadę, są łatwopalne. Głównym celem pracy było określenie wpływu wybranych fosforowo- azotowych środków ogniochronnych na parametry pożarowe otrzymanych kompozycji oraz określenie wpływu wprowadzonych retardantów palenia na parametry użytkowe kleju. Pomiary wykonano za pomocą mikrokalorymetu stożkowego oraz maszyny wytrzymałościowej. Stwierdzono, że wprowadzenie środków ogniochronnych spowodowało obniżenie wartości maksymalnej szybkości wydzielania ciepła HRRmax oraz wydłużyło czas do jej osiągnięcia. Wprowadzone retardanty palenia w analizowanych stężeniach spowodowały pogorszenie przyczepności kleju samoprzylepnego. Zarówno dodatek środka ogniochronnego w postaci polifosforanu melaminy, jak i pirofosforanu melaminy przyczynił się do wzrostu adhezji kleju samoprzylepnego, o ile stężenie wprowadzanych antypirenów nie było zbyt wysokie. Słowa kluczowe: poliakrylanowy klej rozpuszczalnikowy, antypireny, lepność, adhezja, maksymalna szybkość wydzielania ciepłaSelfadhesive glues, in particular solvent-based adhesives, are becoming increasingly popular due to their unique properties. In particular they are characterised by good adhesivity to polar surfaces, are aging-resistant and can be easily removed from the glued surfaces while their production is efficient and cheap. Polyacrylate selfadhesive glues are being used both in the industry and in everyday situations. They are increasingly often used in place of the traditional joining methods such as welding or riveting. Yet,cosidering the fire safety, these glues have also the disadvantage of being highly flamable. The main goal of the research was to determine the impact of selected phosphorus-nitrogen flame retardants on the combustion parameters of the obtained composites and on their utility parameters. Measurments were conducted using conical microcalorimeter and the endurance testing machine. It could be concluded that the introduction of flame retardants caused a decrease of the maximum heat release rate HRRmax and increased the time needed to reach HRRmax. Introduction of flame retardants in the considered rates of concentration also caused the deterioration of the adhesion properties of the selfadhesive. In case of both melamine polyphosphate and melamine pyrophosphate it could be observed that they contributed to the increased adhesion provided that the concentration of the introduced flame retardant was not too high

Analiza 23. Cyklu aktywności słońca w oparciu o pomiary Be-7 w przyziemnej warstwie powietrza atmosferycznego

Monitoring promieniotwórczości przyziemnej warstwy powietrza w Polsce jest prowadzony przez Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej, które do tego celu wykorzystuje system sieci wysokoczułych stacji wczesnego ostrzegania ASS-500. Pobór i pomiar aerozoli powietrza wykonywany jest w sposób ciągły w Warszawie od lat siedemdziesiątych, a od 1992 r. w 12 stacjach w całym kraju. Stacje monitorują m.in. stężenie berylu-7 o czasie połowiczego rozpadu 53 dni, który powstaje w wyniku reakcji promieniowania kosmicznego (GCR oraz SEP) z azotem i tlenem w górnych warstwach stratosfery i troposfery. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów Be-7 w Warszawie, Katowicach oraz Gdyni w okresie 2002-2004, gdzie największa sezonowa depozycja Be-7 pojawia się cyklicznie w okresie wiosennym, co jest spowodowane m.in procesami mieszania się mas powietrza w troposferze i stratosferze. Przedstawiono również wyniki pomiarów stężenia Be-7 z okresu 2000-2009, w którym została zaobserwowana anomalia aktywności Słońca w postaci wystąpienia tzw. podwójnego maksimum w cyklu 11 -letnim

An Analysis of The Dynamics of Soil Contamination Density in the Opole Province by Natural and Artificial Radionuclides after the Chernobyl Nuclear Power Plant Accident

Wprowadzenie: W wyniku awarii reaktora elektrowni jądrowej w Czarnobylu na Ukrainie w 1986 roku doszło do niekontrolowanego uwolnienia substancji radioaktywnych. Województwo opolskie należy do obszarów, na których nastąpiła największa kumulacja skażenia powierzchniowego izotopami promieniotwórczymi. Deszczowa pogoda panująca na tym obszarze podczas przechodzenia radioaktywnej chmury wpłynęła na zatrzymanie się w komponentach środowiska różnych izotopów promieniotwórczych. Cel: W opracowaniu skupiono uwagę na przedstawieniu dynamiki zmian wartości stężenia powierzchniowego cezu 137Cs w glebie Opolszczyzny na przestrzeni prawie trzydziestu lat od awarii czarnobylskiej. Projekt i metody: Duże znaczenie dla oceny zmian wartości stężenia powierzchniowego 137Cs w glebie z określonego punktu poboru próbek ma stan mikrośrodowiska. Nie może być ono zniekształcone lub zmienione przez działalność człowieka. Istotne jest również to, aby sposób pobierania próbek był ustalony i powtarzalny, a ich przygotowanie do pomiaru w laboratorium odbywało się według ściśle określonych procedur. Po odpowiednim przygotowaniu próbki są poddawane pomiarom spektrometrycznym na detektorze półprzewodnikowym HPGe oraz analizie promieniowania gamma za pomocą oprogramowania Genie-2000. Wyniki: Podczas analizy widm promieniowania gamma w próbkach gleby stwierdzono obecność naturalnych izotopów 40K, 226Ra i 228Ac oraz sztucznych izotopów 134Cs (rejestrowany do 1996 r.) i 137Cs (rejestrowany do dziś). W artykule przedstawiono rezultaty pomiarów stężeń powierzchniowych 137Cs i stężeń naturalnych radionuklidów 40K, 226Ra i 228Ac w glebie woj. opolskiego dla próbek pochodzących z okresu 1988–2014. Wnioski: Zgodnie z przewidywaniami na przestrzeni prawie 30 lat od awarii w Czarnobylu stężenie 137Cs w glebie stopniowo maleje. Jest to związane z rozpadem izotopu oraz jego przenikaniem w głębsze warstwy gleby. Natomiast stężenie radionuklidów naturalnych w badanych miejscowościach utrzymuje się na podobnym poziomie. Wskazana jest kontynuacja pomiarów, w celu sprawdzenia, jak maleje stężenie powierzchniowe 137Cs w glebie i kiedy jego wartość znajdzie się poniżej progu detekcji. Należałoby także wybrać kilka punktów poboru gleby (także na Opolszczyźnie) w celu zbadania, jak 137Cs przeniknął w głębsze warstwy gleby (pobór z warstwy 25 cm).In 1986 there was an accident in the reactor at the Chernobyl Nuclear Power Plant in Ukraine which caused an uncontrolled release of radioactive substances. The Opole province in Poland is one of the areas which suffered the greatest accumulation of surface contamination with radionuclides. As a result of rainy weather in this area during the transition of the radioactive cloud, various radioisotopes remained in the environmental components. Objective: The study focuses on the dynamic changes in the surface concentration of cesium 137Cs in soil samples from the Opole province, which have been measured for nearly thirty years since the Chernobyl disaster. Method: The condition of the microenvironment is very important for the assessment of changes in 137Cs surface concentration for the soil taken from the same sampling point, so the microenvironment cannot be distorted or changed by human activity. The method of sampling must be fixed and repeatable, and the preparation of samples for measurement in the laboratory should be conducted according to strict procedures. After proper preparation, samples are measured spectrometrically on a HPGe semiconductor detector and then an analysis of gamma radiation is done with Genie-2000 software. Results: During the gamma-radiation spectrum analysis of the soil samples, the surface concentration of natural isotopes 40K, 226Ra and 228Ac and of artificial isotopes 134Cs (reported till 1996) and 137Cs (reported to the present) was detected. The article presents the results of 137Cs surface concentration measurements, as well as the concentration of 40K, 226Ra and 228Ac natural radionuclides in the soil of the Opole province from samples measured in the period 1988–2014. Conclusions: As expected, for the nearly 30 years since the failure of the Chernobyl NPP, the concentration of 137Cs in the soil has been gradually decreasing as a result of isotope decay and its penetration into the deeper layers of the soil. On the other hand, the concentration of natural radionuclides is at a similar level for the same sampling points. In the future it will be useful to continue measuring to see how the surface concentration of 137Cs for soil is decreasing and when its value will be below the detection threshold. It would be also good to select several sampling points (also in the Opole province) in order to investigate how 137Cs has penetrated into the deeper layers of the soil (a 25-cm layer)

Natural radioactivity of wastes

By-products of the combustion of coal (wastes) are often used for various types of construction (dwellings, roads, etc.). The legal regulations (The Ordinance of the Council of Ministers of 2 January 2007 “On the requirements for the content of natural radioactive isotopes of potassium K-40, radium Ra-226 and thorium Th-228 in raws and materials used in buildings for the residence of people and livestock, as well as in the industrial by-products used in the construction, and the control of the content of the aforementioned isotopes” – Law Gazette no. 4/2007 item 29) are in force in Poland. The regulations permit the possibility of utilization of raws and by-products basing upon the level of the natural radioactivity of the examined raws and materials. The article is a survey of the results obtained during the measurements of many types of raws and building materials for almost 30 years by the network of the laboratories in Poland. It is based upon the results stored in the database of the Central Laboratory for Radiological Protection (CLRP), Warsaw. The article tends to outline the radioactivity of the waste materials with respect to other raws and materials used in the construction industry. The article shows the possibilities for the use of by-products originating in the power stations and heat- and power stations (mainly ashes, slag and hinter) in the construction of dwellings and roads

Concentration of the Radionuclides of Natural Origin and Due to Human Activity in the Soil in the Powiat Puławski (Pulawski District)

Środowisko przyrodnicze ulega zanieczyszczeniom chemicznym, w tym także pierwiastkami promieniotwórczymi. Pewna grupa pierwiastków obecna jest w skorupie ziemskiej od momentu jej powstania i towarzyszy nam do dnia dzisiejszego. Pierwiastki te stanowią grupę naturalnych izotopów promieniotwórczych, do których zalicza się m.in. 40K, 238U, 235U i 232Th. Oprócz tego typu pierwiastków promieniotwórczych, środowisko przyrodnicze może ulegać skażeniom radioizotopami, takimi jak: 137Cs, 134Cs, 90Sr, 239+240 Pu lub 241Am itp., powstającymi wskutek działalności człowieka. Głównym źródłem ich obecności są awarie reaktorów jądrowych, przeróbka i składowanie paliwa jądrowego oraz zastosowanie metod jądrowych w przemyśle i medycynie. Zanieczyszczenia antropogeniczne środowiska przyrodniczego są jednym z głównych zagrożeń gleb Polski, ponieważ gleba pełni rolę buforu gromadzącego substancje chemiczne zarówno pochodzenia naturalnego, jak i antropogenicznego. Jak wynika z danych przedstawionych w Raporcie Rocznym z 2011 roku, przygotowanym przez Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej (CLOR) średnie stężenie 137Cs w powierzchniowej warstwie gleby w Polsce jest ciągle podwyższone (powyżej 1 kBq/m2) i wynosi 1,93 kBq/m2 w związku z powyższym wymaga stałego monitorowania. W artykule przedstawiono zachowanie się radionuklidów naturalnych i sztucznych w glebach w okolicy Zakładów Azotowych Puławy. Do tej pory gleby na tym obszarze badane były pod kątem skażeń chemicznych, a nie radiologicznych. Omówiono również koncentracje radionuklidów naturalnych i sztucznych takich jak: 210Pb, 137Cs, 40K, 228Ac w pionowym profilu glebowym, metodą spektrometrii promieniowania gamma przy użyciu detektora germanowego. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów stwierdzono, że stężenie sztucznego izotopu 137Cs w glebie jest niższe od zawartości naturalnych izotopów 40K czy 210Pb.The natural environment is exposed to pollution with chemical substances including radioactive elements. Certain class of elements has been in the earth’s crust since its formation and they have been up to this day. These elements form a group of natural radioactive isotopes which include 40K, 238U, 235U and 232Th. In addition to this type of radioactive elements the natural environment can be polluted with radioisotopes such as 137Cs, 134Cs, 90Sr, 239+240Pu or 241Am, which are released as a consequence of human activity. The main source of these elements are nuclear reactor incidents, processing and storing nuclear fuels as well as the use of nuclear methods in the industry and in medicine. The pollution due to human activity is one of the main hazards to the soil in Poland, because soil serves as a buffer which stores chemical substances both of natural origin and of anthropogenic origin. The data in the Annual Report from year 2011 prepared by the Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej (CLOR, Central Laboratory for Radiological Protection) shows that the average concentration of 137Cs in the surface layer of soil in Poland is still elevated (over 1 kBq/m2) and equal 1,93 kBq/m2 thus requiring constant monitoring. That is why the paper describes the behavior of radionuclides of natural origin and of anthropogenic origin in the soil surrounding the Zakłady Azotowe Puławy (factory of nitrogen derivatives near Puławy, Poland). So far the soil in this area has been examined in terms of chemical pollution but not in terms of radiological pollution. In this article we present the results about the concentration of radionuclides of natural and anthropogenic origin such as 210Pb, 137Cs, 40K, 228Ac in the vertical soil structure using the method of gamma radiation spectroscopy and a germanium detector. Our data has shown that the concentration of the artificial isotope 137Cs in the examined soil is lower than the concentration of the natural isotopes 40K or 210Pb