NAUČNI RAD JASMINA SULJANOVIĆA: MJERENJE JAČINE GAMA ZRAKA POMOĆU UREĐAJA MINI TRACE GAMMA NA LOKACIJI RMU BANOVIĆI

Izvor: Diplomski rad, 2013.godine

Elektromagnetno zračenje, koje nastaje usljed energetskih promjena u jezgru atoma zove se gama (ɤ) zračenje. Energija emitovanog gama fotona je strogo određena razlikom energija stanja jezgra pri takvom prelazu. Talasne dužine gama zraka prirodno radioaktivnih izvora obuhvataju oblast spektra elektromagnetne radijacije od 0,466 pm do 0,0 428 nm, dok se energije gama fotona, koji se emituju iz prirodno radioativnih izotopa, nalaze u intervalu od 0,03 do 3,1 MeV. Gama zraci mogu proći kroz papir, ploču od aluminija i zaustaviti se na desetak centimetara unutar olovne ploče.

Za mjerenje jačine gama zraka u vazduhu korišten je uređaj Mini Trace Gamma. Jačina gama zraka, mjerena uređajem Mini Trace gamma, izražena je u µSv/h. Dozvoljena vrijednost je 0,40 do 50 µSv/h u vazduhu. Ako vrijednost prelazi 0,50 µSv/h postoji nivo radijacije, smatra se da je zrak lošeg kvaliteta i smatra se zagađenim.

Uređaj kojim je vršeno mjerenje jačine gama zraka – Mini Trace gamma

Autonomni mjerni instrument GAMMA TRACE γ – radijacione doze kontinualno reaguje u izabranim vremenskim intervalima. Kompletna elektronika i napon napajanja, smješteni su u hermetičkom kućištu. Preko interaktivnog infracrvenog porta, registrovane vrijednosti se mogu dispozicionirati u svakom trenutku.

Najvažnije komponente uređaja Mini Trace gamma

Za mjerenje jačine gama zraka u vazduhu uzeta je lokacija Rudnik mrkog uglja Banovići na dva mjesta, glavni pogonski objekat (bunker) i površinskom kopu uglja separacija.

Mjerenje ukupne jačine gama zraka na lokaciji Rudnika mrkog uglja Banovići, glavni pogonski objekat

Rudnici mrkog uglja Banovići u Banovićima je počeo sa radom davne 1946.godine kada je ratom opustošenoj zemlji bio potreban ugalj kao energetski izvor u industriji, i radi čije je eksploatacije izgrađena pruga Brčko – Banovići 1946.godine. Danas RMU Banovići proizvodi preko 1 500 000 tona separisanog uglja, u asortimanu: kocka, orah, grah, sitni 1, sitni 2. RMU Banovići posjeduje tri površinska kopa: Ćubrić, Turija i Grivice.

Mjerenje doze gama zračenja na ovoj lokaciji vršena su na dva mjesta: na površinskom  kopu uglja separacije i bunkeru za ugalj sa dva sata mjerenja.

Glavni pogon Rudnika mrkog uglja Banovići

Kao primjer glavnog pogonskog objekta i bunkera rudnika (šta se u tom području dešava) izvršeno je mjerenje jačine gama zraka na lokaciji RMU Banovići

Prilikom dolaska na lokaciju RMU Banovići, do glavnog pogonskog objekta, primjećeno  je da intenzitet Sunčevog zračenja nije veliki i da je ova lokacija pogodna za mjerenje zbog vremenskih prilika.

Jačina gama zraka od 0,34 µSv/h na lokaciji RMU Banovići,pored glavnog pogonskog objekta

Pitanje: Zašto uređaj MiniTrace gamma može pokazivati visoke vrijednosti gama zraka mrkog uglja?

Objašnjenje: Prilikom pripližavanja uređaja za mjerenje jačine gama zraka deponiji mrkog uglja, iz mrkog uglja se oslobađa jedan dio čestica koje se šire u prostoru, a jedan dio čestica ostaje unutar mrkog uglja. Čestice uglja koje se šire u prostoru su izložene vanjskim utjecajem čestica vazduha. Čestice mrkog uglja i čestice vazduha su u međusobnom dodiru i stvara se neugodan miris uglja, kojeg čovjek može osjetit, tj dolazi do promjene svojstava četica mrkog uglja (energije, brzine, talasne dužine…). Ta drugačija svojstva čestica mrkog uglja detektuju se u uređaju Mini Trace gamma i na ekranu tog uređaja se emituje vrijednost jačine gama zraka tog mrkog uglja. Ako je velika kalorična vrijednost mrkog uglja, veća je koncetracija tih čestica onda je i veća vrijednost jačine gama zraka.

Pitanje: Šta ovo znači?

Odgovor: Da ne postoji nivo radijacije u vazduhu velikog intenziteta, u tom trenutku mjerenja, jer je jačina gama zraka u krugu dozvoljenih vrijednosti radijacije, ali ova vrijednost može pokazati da je zrak umjereno zagađen tj. da su prisutne zagađujuće čestice. Potrebna su stalna mjerenja kako bi se utvrdilo da li je zrak stalno zagađen.

Pitanje:Da li ova vrijednost od 0,34 ili 0,35 µSv/h može ugroziti zdravlje ljudi?

Odgovor: Pošto se stano mijenja intenzitet gama zraka i ne dobija se stalno iste vrijednosti, vrijednost od 0,34 ili 0,35 µSv/h nije opasno po zdravlje za osobe koje rade u rudniku zbog toga što su ostale vrijednosti mjerenja bile u granicama dozvoljenih vrijednosti u toku dva sata mjerenja jačine gama zraka. Vrijednost jačine gama zraka od 0,34 µSv/h se nije više pojavljivala i jednom trenutku jačina gama zraka se spuštala i na 0,00 µSv/h (zrak je bi čist). Ukoliko bi se stalno pojavila vrijednost jačine gama zraka koja je veća 0,40 µSv/h (i koja se zadržava na uređaju) onda bi postojala mogućnost da je opasno po zdravlje ljudi, pojavio bi se nivo radijacije koji je opasan po zdravlje zaposlenika u rudniku.

Zaključak: Sa obzirom da su ostale vrijednosti mjerenja bile u granicama ili su imale veoma malu vrijednost mjerenja jačine gama zraka, može se zaključiti da u krugu RMU Banovoći je radijacija zadovoljavajuća i da nema opasnosti po radnike u krugu rudnika i da vrijednost od 0,34, 0,35 µSv/h je trenutno (u jednoj sekundi) a ne trajno zagađenje.

 Zapažanje: Uređaj postavljen na 20-ak cm od ugljene prašine na ulazu od bunkera sa boćne strane posmatrača i nakon samo dizanja uređaja na veću visinu i okretaja prema bunkeru sa lijeve strane, napravljena su dva koraka, i vrijednost jačine gama zraka opada na 0,15 μSv/h.

Jačina gama zraka od 0,35 μSv/h ispred bunkera, predstavlja značajnu vrijednost gama zraka

 

 Zapažanje: Značajne vrijednosti gama zraka dobivene su u krugu glavnog pogonskog objekta rudnika, ispred bunkera što se moglo i očekivati. Na osnovu ovoga  može se zaključiti da nivo zračenja zavisi i od visine na koju postavimo uređaj za mjerenje, položaja posmatrača u trenutku mjerenja i koncetracije četica u vazduhu.

Oblak dima iz bunkera u kojem se nalaze vagoni. Jedan od razloga zašto je dobivena vrijednost jačine gama zraka 0,34 i 0,35 μSv/h (trenurno zagađenje), ali te vrijednosti su brzo opale

 Pitanje: Zašto su stvorene ogromne količine četica iz bunkera?

Objašnjenje: Prilikom drobljena mrkog uglja na sitne granulacije i njegovog utovara u vagone stvorila se ogromna koncentracija četica u obliku dima koje proširio na okolni prostor. Na osnovu ovog drobljena mrkog uglja stvorena je energija zračenja ugljenje prašine koja prevladava u tom prostoru u tom trenutku. Pošto dolazi do dodira sa česticama vazduha one se šire u prostoru i postaju rjeđe i nakon nekog vremena te čestice nestanu.

Jačina gama zraka od 0,16 µSv/h snimljena pored vagona sa ugljem

 Pitanje: Koji još faktori utiču na povećanje radijacije?

Odgovor: Visoka temperatura vazduha ili požar. U Krugu rudnika ili u blizini njega nije preporučljivo da se pali vatra ili da postoji požar jer ti to izazvalo povećanje radijacije.

Tabela jačine i dijagram gama zraka u krugu glavnog pogona RMU Banovići

 Dijagram jačine gama zraka govori o tome da su u toku dva sata mjerenja, vrijednosti gama zraka su ispod granice radijacije i da ove vrijednosti nisu opasne.

Pitanje: Šta treba uraditi da se smanji jačina gama zraka, radijacija?

Odgovor: Zamijeniti dotrajale mašine, je i te mašine imaju nivo zračenja, zbog prodora gama zraka kroz njihov materijal. Najbolje rješenje jeste da materijal bude od olova, volframa ili tantala. Isto tako poželjno je ugraditi elektrofiltere za vazduh u blizini glavnog pogonskog objekta rudnika, kako bi se smanjilo zagaženje vazduha. Bolje kontrolisati ugalj i čuvati ga u zatvorenom prostoru.

Mjerenje jačine gama zraka na površinskom kopu uglja RMU Banovići

Na ovom mjestu nalazi se ogromna količina uglja različitih vrsta te dizalice, mašine, odlagači koje kopaju i kupe ugalj za transport pomću traka do glavne separacije gdje se vrši kontrola za dalji željeznički transport do TE Tuzla.

Mjerenje jačine gama zraka na ugljenom kopu RMU Banovići, u vrijeme utovara uglja u kamion

 

Pitanje: Da li postoji nivo radijacije u vazduhu u vrijeme utovara uglja u kamion i šta se dešava sa česticama uglja?

Odgovor: Ne postoji nivo radijacije u vazduhu, niti bilo koji element radijacije, koja bi predstavljala opasnost u tom periodu, ali postoji povećano zagađenje vazduha. Prilikom zahvata uglja stvara se novi izvor zagađujućih čestica i prašine i nije preporučljivo boraviti na tom području. Te čestice se šire u prostoru i dobijaju druga svojstva, promjenu vlastite energije, brzine, frekvencije. Prije otkopavanja uglja te čestice su bile zarobljene unutar uglja bez vanjskog utjecaja, čuvajući svoja svojstva.

Jačina gama zraka od 0,19 i 0,20 μSv/h na površinskom kopu uglja

 

RMU Banovići. U vrijeme mjerenje bager je kopao i slagao ugalj

 Pitanje: Da li je došlo do povećanja jačine gama zraka pri kopanju i slaganju ugaja?

Odgovor: Nije, vrijednosti gama zraka su bile u krugu dozvoljenih vrijednosti i ispod nivoa radijacije. Tako da, u trenutku mjerenja, ugalj nije bio radioaktivan što pokazuju vrijednosti gama zraka na uređaju.

Pitanje: Zašto ugalj nije pokazivao radioaktivne elemente u trenutku mjerenja?

Zapažanje: Ugalj je složena smjesa tvari koja se sastoji od različitih ugljikovih i drugih spojeva. Organski spojevi su gorivi dio, a mineralne primjese i voda (vlaga) negorivi dio uglja koji mu smanjuje toplotnu vrijednost. Ugljik je glavni sastavni element i nosilac toplinske vrijednosti uglja. Maseni udio ugljika se povećava sa starošću. Vodik u uglju može biti vezan s ugljikom u ugljikovodicima (slobodni vodik) ili vezan s vodom (vezani vodik). Kisik i dušik u ugljenu smanjuju toplotnu vrijednost.

 

Tabela jačine i dijagram gama zraka u krugu površinskog kopa uglja RMU Banovići

 Tabela i dijagram jačine gama zraka, u krugu površinskog kopa uglja, govori o tome da su u toku dva sata mjerenja, vrijednosti gama zraka su bile ispod granice radijacije i da ove vrijednosti nisu opasne.

Ukupna koncentracija česica gama zraka u trenutku mjerenja na lokaciji Rudnika mrkog uglja Banovići