Εφαρμογή μεθόδου για την εκτίμηση του συντελεστή ισορροπίας Ραδονίου

Γιουρούκος, Γεώργιος; Giouroukos, Georgios

dc.contributor.author	Γιουρούκος, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Giouroukos, Georgios	en
dc.date.accessioned	2025-09-09T06:21:40Z
dc.date.available	2025-09-09T06:21:40Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62387
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30083
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Ραδόνιο	el
dc.subject	Θυγατρικά Ραδονίου	el
dc.subject	Συντελεστής Ισορροπίας	el
dc.subject	PAEC	en
dc.subject	Θαλαμοι Ραδονίου	el
dc.subject	Radon	en
dc.subject	Radon Progeny	en
dc.subject	Equilibrium Factor	en
dc.subject	PAEC	en
dc.subject	Radon Chambers	en
dc.title	Εφαρμογή μεθόδου για την εκτίμηση του συντελεστή ισορροπίας Ραδονίου	el
dc.title	aplication of a method for the estimation of the Radon equilibrium factor	en
heal.type	bachelorThesis	el
heal.classification	Πυρηνική Τεχνολογία	el
heal.classification	Nuclear Engineering	en
heal.language	el	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-02-24
heal.abstract	Οι αρχές για τη μέτρηση της συγκέντρωσης των θυγατρικών του Ραδονίου στην ατμόσφαιρα διαμορφώθηκαν ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του 1950. Η μέτρηση αυτή είναι δύσκολη διότι σε μια ατμόσφαιρα, στην οποία υπάρχει αέριο Ραδόνιο σε γνωστή συγκέντρωση, δεν παρατηρούνται ίσες συγκεντρώσεις θυγατρικών όπως θεωρητικά αναμένεται από το νόμο της ραδιενεργού ισορροπίας για τη σειρά του Ουρανίου-238. Η αιτία για αυτό είναι ότι τα θυγατρικά του Ραδονίου είναι στερεά και φορτισμένα, με αποτέλεσμα να κινούνται με διάφορες ταχύτητες και με διάφορους μηχανισμούς προς τις επιφάνειες του εξεταζόμενου όγκου αέρα και να χάνονται από την εξεταζόμενη ατμόσφαιρα. Διαπιστώνονται δύο ακραίες καταστάσεις: (α) Ο εξεταζόμενος χώρος έχει συγκέντρωση θυγατρικών παρόμοια ή ίση με την συγκέντρωση του Ραδονίου, όταν στον όγκο αυτό υπάρχει αρκετό αερόλυμα υπό την μορφή π.χ. υγρασίας, σκόνης, καπνού τσιγάρου ή τηγανίσματος κλπ. Στο αερόλυμα αυτό «κολλούν» τα θυγατρικά του Ραδονίου και παραμένουν αιωρούμενα. (β) Ο εξεταζόμενος χώρος έχει συγκέντρωση θυγατρικών που είναι πολύ μικρή σε σχέση με τη συγκέντρωση του Ραδονίου ή ακόμα και μηδενική. Τότε στον όγκο αυτόν δεν υπάρχει αερόλυμα ή/και υπάρχουν ρεύματα αέρα που εξαναγκάζουν τα θυγατρικά να καταπέσουν στις επιφάνειες. Το μέγεθος, με βάση το οποίο γίνεται η εκτίμηση της συγκέντρωσης των θυγατρικών ονομάζεται "συντελεστής ισορροπίας", ο οποίος παίρνει τιμές από 0 έως 1 και ο ορισμός του θα δοθεί αναλυτικά. Η τιμή "μηδέν" σημαίνει ότι στην ατμόσφαιρα δεν υπάρχουν θυγατρικά, ενώ η τιμή "ένα" σημαίνει ότι στην ατμόσφαιρα υπάρχουν θυγατρικά και η συγκέντρωσή τους είναι σε ισορροπία με τη συγκέντρωση του Ραδονίου. Για την εύρεση του συντελεστή ισορροπίας, διατίθενται στο εμπόριο κατάλληλες ενεργητικές συσκευές υψηλού κόστους. Η εύρεση του συντελεστή ισορροπίας μπορεί όμως να γίνεται και με απλούστερες συσκευές μικρότερου κόστους. Όλες οι μετρήσεις του συντελεστή ισορροπίας πρέπει να συνδυάζονται με κατάλληλες ενεργητικές συσκευές ταυτόχρονης μέτρησης της συγκέντρωσης του Ραδονίου. Το Εργαστήριο Πυρηνικής Τεχνολογίας του ΕΜΠ διαθέτει τόσο συσκευές του εμπορίου για τη μέτρηση της συγκέντρωσης Ραδονίου και τη μέτρηση του συντελεστή ισορροπίας, όσο και απλούστερες συσκευές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης για τη μέτρηση του συντελεστή ισορροπίας. Σκοπός αυτής της Διπλωματικής Εργασίας είναι η βαθμονόμηση αυτών των απλούστερων διατάξεων, με βάση τα αποτελέσματα των εμπορικά διαθέσιμων διατάξεων. Για την υλοποίηση της έρευνας αυτής αποφασίστηκε να γίνουν μετρήσεις σε διάφορες συγκεντρώσεις Ραδονίου, σε διάφορες θερμοκρασίες, σε διάφορες σχετικές υγρασίες και σε διάφορες συνθήκες συγκέντρωσης αερολύματος. Για να διατηρηθεί ο έλεγχος των συνθηκών αυτών, προτιμήθηκε τα σχετικά πειράματα να διεξαχθούν στους διαθέσιμους θαλάμους Ραδονίου του Εργαστηρίου. Υπενθυμίζεται ότι το Εργαστήριο διαθέτει δύο τέτοιους θαλάμους: έναν όγκου περίπου 2 m3 και έναν όγκου περίπου 8 m3, στους οποίους μπορούν να προετοιμάζονται επιθυμητές και βαθμονομημένες συγκεντρώσεις Ραδονίου και να ρυθμίζονται επιθυμητές περιβαλλοντικές συνθήκες. Προκειμένου να χρησιμοποιηθούν οι θάλαμοι αυτοί, πραγματοποιήθηκε σχετική προετοιμασία και αναβάθμισή τους ώστε να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις αυτής της έρευνας. Παρόλα αυτά, διαπιστώθηκε ότι λόγω του περιορισμένου όγκου των θαλάμων, ο συντελεστής ισορροπίας έπαιρνε μόνο πολύ χαμηλές τιμές, ανεξαρτήτως άλλων συνθηκών. Για τον λόγο αυτό, η πειραματική διαδικασία μεταφέρθηκε σε υπόγειο χώρο του Εργαστηρίου, στον οποίο, λόγω γειτνίασης με το έδαφος, οι συγκεντρώσεις Ραδονίου βρίσκονται στην περιοχή από 50 έως 250 Bqm-3, γεγονός που είχε διαπιστωθεί σε προηγούμενες έρευνες. Οι συγκεντρώσεις αυτές είναι υψηλότερες από τις συγκεντρώσεις Ραδονίου, σε άλλους χώρους του Εργαστηρίου (ισόγειο, όροφος), στους οποίους οι τιμές βρίσκονται στην περιοχή από 10 έως 50 Bqm-3. Ο υπόγειος χώρος που επιλέχθηκε έχει όγκο πολύ μεγαλύτερο από αυτόν του μεγάλου θαλάμου Ραδονίου του Εργαστηρίου και μπορεί να απομονώνεται ικανοποιητικά από γειτονικούς χώρους, ώστε να διαμορφώνονται σε αυτόν όσο το δυνατόν πιο επιθυμητές συνθήκες θερμοκρασίας, υγρασίας, και αερολύματος. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν εκεί οδήγησαν στην βαθμονόμηση του απλούστερου εξοπλισμού για την εύρεση του συντελεστή ισορροπίας. Στο πλαίσιο της Διπλωματικής Εργασίας πραγματοποιήθηκε και μια προσπάθεια ώστε να υπολογίζεται ο συντελεστής ισορροπίας με βάση το ρυθμό που καταπίπτει το αεροζόλ ενός χώρου σε μια ελεγχόμενη λεία επιφάνεια. Για την εύρεση του ρυθμού αυτού δοκιμάστηκαν οπτικές μέθοδοι. Η προσπάθεια αυτή δεν ήταν επιτυχής.	el
heal.abstract	The principles for measuring the concentration of Radon progeny in indoor air have been derived as early as the mid-1950s. This kind of measurements are somewhat troublesome, because, in an atmosphere in which Radon gas is present at a known concentration, the concentrations of progeny are not observed as being equal to the Radon concentration, as expected in theory by the law of radioactive equilibrium for the Uranium-238 series. The reason for this is that Radon progeny are solid and charged nuclei and, as a result, they deposit on the surfaces surrounding the examined air volume at various rates and by various mechanisms and, therefore, are being lost from the considered atmosphere. Two extreme situations are observed: (a) The considered atmosphere has a progeny concentration similar to or equal to the concentration of Radon. In this case, this volume has enough aerosol in the form of moisture, dust, cigarette smoke or frying smoke etc. Radon progeny adhere to this aerosol and remain suspended. (b) The considered atmosphere has a progeny concentration that is very small compared to the concentration of Radon, or even zero. In this case, either there is no aerosol present, or there are air currents that force the daughters to fall on the surfaces. The factor, on the basis of which the progeny concentration is estimated, is called "equilibrium factor" and its values range from 0 to 1. A value of "zero" means that there is no progeny concentration, while a value of "one" means that the progeny concentration is in equilibrium with the Radon concentration. The definition of the equilibrium factor will be given in detail. In order to calculate the equilibrium factor, suitable high-cost active measuring devices are supplied commercially. However, calculating the equilibrium factor can also be done with simpler, lower-cost devices. All equilibrium factor measurements shall be combined with measurements of Radon concentration by appropriate active measuring devices. The Nuclear Engineering Laboratory of NTUA owns both commercial devices for measuring the Radon concentration and the equilibrium factor, as well as simpler devices that can also be used to measure the equilibrium factor. The purpose of this Diploma Thesis is to calibrate these simpler devices, based on the results of the commercially available ones. For the implementation of this research, it was decided to perform measurements at various Radon concentrations, at various temperatures, at various relative humidities and at various aerosol concentration conditions. To maintain control of these conditions, it was initially deemed appropriate that the relevant experiments should be conducted in the available Radon chambers of the Laboratory. It is reminded that the Laboratory has two such chambers: one with a volume of about 2 m3 and another one with a volume of about 8 m3, in which desirable and calibrated Radon concentrations can be prepared and the environmental conditions can be adjusted as desired. To meet the requirements of this research and to efficiently use these chambers special preparations and upgrades were carried out. However, it was found that due to the increased surface to volume ration of the chambers, the calculated values of the equilibrium factor were very low, regardless of the rest of the experimental conditions. For this reason, the experimental procedure was transferred to a basement floor room of the Laboratory, where, due to its proximity to the ground, Radon concentrations are in the range of 50 to 250 Bqm-3, a fact that had been observed in previous research. These concentrations are higher than Radon concentrations in other areas of the Laboratory (ground floor, 1st floor), where values are in the range of 10 to 50 Bqm-3. The basement room selected has a volume much larger than that of the large Radon chamber of the Laboratory and can be effectively isolated from adjacent rooms, so that to create, as far as possible, desirable temperature, moisture, and aerosol conditions. The results of the experiments carried out in this basement room, led to the calibration of the simpler equipment for the effective estimation of the equilibrium factor. In the context of this Diploma Dissertation, an attempt was made to calculate the equilibrium factor based on the rate at which the room aerosol deposits on a controlled smooth surface. Optical methods were tested to calculate this rate. This attempt was, however, not successful.	en
heal.advisorName	Πετρόπουλος, Νικόλαος	el
heal.advisorName	Petropoulos, Nick	en
heal.committeeMemberName	Αναγνωστάκης, Μάριος	el
heal.committeeMemberName	Ρούνη, Παναγιώτα	el
heal.committeeMemberName	Anagnostakis, Marios	en
heal.committeeMemberName	Rouni, Panagiota	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Πυρηνικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua	el
heal.numberOfPages	126 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false