Speaker
Description
Cílem našeho projektu bylo v roce 2024 zavedení metodiky pro stanovení 228Ra na pobočkách Státního ústavu radiační ochrany, v.v.i. (SÚRO, v.v.i.) v Ostravě a v Hradci Králové a následně stanovení objemových aktivit 228Ra ve vybraných vzorcích surových a balených minerálních vod prodávaných v obchodní síti. V roce 2025 jsme na tuto práci navázali pilotním průzkumem hodnot aktivit 228Ra ve vybraných minerálních pramenech na Moravě a ve východních Čechách, přičemž jsme u některých vod stanovili i další z izotopů radia, 226Ra.
Radium je radioaktivní prvek, v přírodě se vyskytující v množství 10−6 ppm. Běžně se vyskytují 4 jeho izotopy:
- 226Ra, rozpadající se alfa přeměnou (4870,62 keV) s poločasem rozpadu T1/2 = 1600 let na 222Rn. Z izotopů radia má nejvyšší zastoupení, je součástí uranové rozpadové řady [1].
- 228Ra rozpadající se beta přeměnou (45,8 keV) s poločasem rozpadu T1/2 = 5,75 let na 228Ac a to dále beta přeměnou (2124 keV) s T1/2 = 6,15 hodiny na 228Th. Je součástí thoriové rozpadové řady [1].
- 224Ra, rozpadající se alfa přeměnou (5788,92 keV) s poločasem rozpadu T1/2 = 3,63 dny na 220Rn. Je součástí thoriové rozpadové řady [1].
- 223Ra, rozpadající se alfa přeměnou (5978,99 keV) s poločasem rozpadu T1/2 = 11,44 dnů na 219Rn. Je součástí aktiniové rozpadové řady [1].
Chemickými vlastnosti radium patří mezi kovy alkalických zemin, tvoří dvojmocné kationty, Ra+2. Je ve vodě rozpustnější než jeho mateřské prvky, proto může rozpuštěné ve vodě v přírodě migrovat a můžeme ho nalézt ve vodních zdrojích, zvláště těch s vyššími koncentracemi rozpuštěných látek. Z tohoto důvodu byly jako možné zdroje radia vytipovány vody minerální, jak balené, tak surové.
Konverzní faktory hing pro příjem požitím jednotlivcem z obyvatelstva jsou vysoké, proto by konzumace většího množství vody s vyššími obsahy izotopů radia mohla být z pohledu radiační ochrany závažná. V současné legislativě ČR jsou hing uvedeny v příloze č. 2 Vyhlášky č. 422/2016 Sb. a činí pro dospělého jedince: pro 226Ra: 2,8.10-7 Sv/Bq, pro 228Ra: 6,9.10-7 Sv/Bq, pro 224Ra: 6,5.10-8 Sv/Bq a pro 223Ra: 1,0.10-7 Sv/Bq. Nejvyšší hodnota je tedy přiřazena právě 228Ra. Proto je stanovení objemových aktivit 228Ra důležitou součástí radiologického rozboru vod [2].
Ze 3 – 4 l vzorku bylo radium chemicky separováno spolusrážením radia se síranem barnatým za přídavku známého množství stopovače 133Ba pro stanovení výtěžku srážení. Sraženina Ba(Ra)SO4 byla následně měřena spektrometrií záření gama s vysokým rozlišením v Petriho misce, nejdříve po 36 hodinách od filtrace, měřeným radionuklidem bylo 228Ac.
V roce 2024 bylo odebráno 5 balených minerálních vod. Objemové aktivity 228Ra v nich byly stanoveny na obou pobočkách. Vzájemná shoda stanovení na obou pobočkách byla dobrá, a proto bylo možno metodiku prohlásit za validovanou i verifikovanou pro obě pracoviště. Naměřené objemové aktivity 228Ra, cRa-228, uvedené ve tvaru cRa-228 ± U, se pohybovaly v rozmezí (0,053 ± 0,008) – (0,276 ± 0,068) Bq/l.
V roce 2024 byly odebrány a změřeny 2 vzorky surových minerálních vod, v roce 2025 pak 21 vzorků. Z kapacitních důvodů měřicích gamaspektrometrických tras bylo prozatím změřeno pouze 17, zbylé budou doměřeny následně. Na Moravě byly odebrány vzorky vod volně přístupných minerálních pramenů: v Lázních Teplice, lázních Skalka, lázních Slatinice, v Moravském Berouně, ve Šternberku, v Hostašovicích, Zašové a v Nezdenicích. Ve východních Čechách pak vzorky vod volně přístupných minerálních pramenů v Poděbradech a v Náchodě. U vzorků, u nichž se podařilo zajistit jejich převoz, byly stejné vzorky analyzovány v obou pobočkách. Pro tato paralelní stanovení objemové aktivity 228Ra je jako výsledek uváděn aritmetický průměr hodnot získaných v obou laboratořích, nejistota stanovení byla rozšířena o vzájemnou odchylku obou získaných výsledků. U ostatních vzorků byly objemové aktivity 228Ra stanoveny pouze na pobočce Ostrava. Hodnoty objemových aktivit 228Ra se pohybovaly v rozmezí (< cnd = 0,020) – (1,961 ± 0,304) Bq/l.
Ve většině odebraných vod byla v rámci zácviku pracovníka oddělení radiochemie na pobočce v Ostravě stanovena i objemová aktivita 226Ra. To umožnilo vypočíst i vzájemný poměr obou izotopů Ra, ve formě cRa-226 / cRa-228. Tento poměr se pohyboval v rozmezí 0,38 – 13,25.
Získané výsledky vykazují ve sledovaných vodách velký rozptyl hodnot, a to jak pro objemové aktivity 228Ra, tak pro vypočtené poměry obou izotopů. Tento jev pravděpodobně souvisí s geologickým složením podloží i s hydrogeologickými podmínkami na daném území. Velmi podobný rozsah hodnot však bývá uváděn i v jiných pracích, např. Chmielewska a kol., Bem a kol. nebo Maciejewski, Kowalska [3], [4], [5].
Provedená měření jsou pouze počátkem snad rozsáhlejšího průzkumu obsahu izotopů Ra v českých minerálních vodách, případně vodách z podzemních zdrojů. V budoucnu bude jistě zajímavé porovnat naše výsledky s výsledky polských kolegů, i s výsledky z jiných evropských států.
Projekt byl vypracován v rámci Institucionálního výzkumu SÚRO, v.v.i. pro rok 2024, Indikátoru 5.14.: Zavedení a ověření metody stanovení 228Ra v podzemní vodě na pobočkách Ostrava a Hradec Králové, a Institucionálního výzkumu SÚRO, v.v.i. pro rok 2025, Indikátoru 5.16: Stanovení objemových aktivit Ra-228 v důlních a minerálních vodách pomocí radiochemického srážení s následným měřením spektrometrií gama.
Literatura:
1) NuDat3. Interactive Chart of Nuclides and Nuclear Structure and Decay Search. National Nuclear Data Center (NNDC) at Brookhaven National Laboratory. Dostupné na Internetu: https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/, přístup 1.10.2025
2) Vyhláška č. 422/2016 Sb. - Vyhláška o radiační ochraně a zabezpečení radionuklidového zdroje. Dostupné na Internetu: https://sujb.gov.cz/legislativa/atomove-pravo, přístup 1.10.2025
3) Chmielewska I., Chałupnik S., Wysocka M., Smoliński A.: Radium measurement in bottled natural mineral-, spring- and medicinal waters from Poland, Water Resources and Industry 24 (2022) 100133. Dostupné na Internetu: https://doi.org/10.1016/j-wri.2020.100133, přístup 1.6.2025
4) Bem H., Długosc-Lisiecka M., Mazurek-Rudnicka D., Szajerski, P: Occurence of 222Rn and 226, 228Ra in underground water and 222Rn in soil and their mutual correlations for underground water supplies in souther Greater Poland, Environ Geochem Health (2021) 43:3099-3114. Dostupné na Internetu: https://doi.org/10.1007/s10653-020-00792-z, přístup 1.6.2025
5) Maciejewski P., Kowalska A.: 222Rn and 226Ra concentrations in selected shallow circulation groundwaters from the Fore-Sudetic Monocline area, Environ Geochem Health (2023) 45:4311-4325. Dostupné na Internetu: https://doi.org/10.1007/s10653-023-01496-w, přístup 1.6.2025
| Preferovaná sekcia | Radón a ďalšie prírodné zdroje žiarenia |
|---|
