Naturalnie występujący materiał radioaktywny - Naturally occurring radioactive material

„NORM” przekierowuje tutaj. W przypadku innych zastosowań zobacz Norma .

Naturalnie występujące materiały promieniotwórcze (NORM) i technologicznie ulepszone naturalnie występujące materiały promieniotwórcze (TENORM) składają się z materiałów, zwykle odpadów przemysłowych lub produktów ubocznych wzbogaconych w pierwiastki promieniotwórcze występujące w środowisku, takie jak uran , tor i pluton oraz wszelkie produkty ich rozpadu , takich jak rad i radon . Powstające zrzuty i wycieki wody są dobrym przykładem wprowadzania NORM do otaczającego środowiska.

Naturalne pierwiastki promieniotwórcze są obecne w bardzo niskich stężeniach w skorupie ziemskiej i są wydobywane na powierzchnię w wyniku działalności człowieka, takiej jak poszukiwanie ropy i gazu lub wydobycie , oraz w wyniku naturalnych procesów, takich jak wyciek gazu radonowego do atmosfery lub rozpuszczanie w wodach gruntowych. Innym przykładem TENORM jest popiół węglowy powstający w wyniku spalania węgla w elektrowniach . Jeśli radioaktywność jest znacznie wyższa niż poziom tła, obsługa TENORM może powodować problemy w wielu gałęziach przemysłu i transporcie.

NORM w poszukiwaniach ropy i gazu

Ropa naftowa i gazowa TENORM i/lub NORM powstaje w procesie produkcyjnym, gdy płyny wytworzone ze zbiorników przenoszą siarczany na powierzchnię skorupy ziemskiej. Niektóre stany, takie jak Dakota Północna , używają terminu „rozproszona NORM”. Siarczany baru, wapnia i strontu są związkami większymi, a mniejsze atomy, takie jak rad-226 i rad-228 , mogą zmieścić się w pustych przestrzeniach związku i być przenoszone przez wytwarzane płyny. Gdy płyny zbliżają się do powierzchni, zmiany temperatury i ciśnienia powodują, że siarczany baru, wapnia, strontu i radu wytrącają się z roztworu i tworzą kamień wewnątrz lub czasami na zewnątrz rurek i/lub obudowy. Stosowanie rurek w procesie produkcyjnym, które są zanieczyszczone NORM, nie powoduje zagrożenia dla zdrowia, jeśli zgorzelina znajduje się wewnątrz rurek, a rurki pozostają w odwiercie. Podwyższone stężenia radu 226 i 228 oraz produktów pochodnych, takich jak ołów 210, mogą również występować w szlamie gromadzącym się w dołach naftowych, zbiornikach i lagunach. Gaz radonowy w strumieniach gazu ziemnego koncentruje się jako NORM w procesach przetwarzania gazu. Radon rozpada się na ołów-210, następnie na bizmut-210 , polon-210 i stabilizuje się ołowiem-206 . Pierwiastki rozpadu radonu występują w postaci błyszczącego filmu na wewnętrznej powierzchni linii wlotowych, jednostek uzdatniających, pomp i zaworów związanych z systemami przetwarzania propylenu, etanu i propanu.

Charakterystyki NORM różnią się w zależności od rodzaju odpadów. NORM może powstać w postaci krystalicznej, która jest krucha i cienka i może powodować łuszczenie się kanalików. NORM uformowany w matrycy węglanowej może mieć gęstość 3,5 grama/centymetr sześcienny i musi być odnotowany podczas pakowania do transportu. Łuski NORM mogą być białe lub brązowe, lub gęsty szlam do stałych, suchych łuszczących się substancji. NORM można również znaleźć w wodach wytwarzanych przy produkcji ropy naftowej i gazu.

Cięcie i rozwiercanie rur na polach naftowych, usuwanie ciał stałych ze zbiorników i dołów oraz odnawianie sprzętu do przetwarzania gazu może narazić pracowników na działanie cząstek zawierających podwyższone poziomy radionuklidów emitujących alfa, które mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia w przypadku wdychania lub połknięcia.

NORM występuje w wielu branżach, w tym:

  • Przemysł węglowy (górnictwo i spalanie)
  • Górnictwo i hutnictwo metali
  • Piaski mineralne (minerały ziem rzadkich, tytan i cyrkon).
  • Przemysł nawozowy (fosforanowy)
  • Budownictwo

Zagrożenia

Zagrożenia związane z NORM to drogi wdychania i połykania, a także narażenie zewnętrzne, w przypadku którego doszło do znacznego nagromadzenia łusek. Respiratory mogą być niezbędne w procesach suchych, w których łuski i kurz NORM unoszą się w powietrzu i mają znaczną szansę przedostania się do organizmu.

Niebezpieczne pierwiastki znajdujące się w NORM to rad 226, 228 i radon 222, a także produkty pochodne tych radionuklidów. Elementy te określane są jako „ poszukiwacze kości ”, które wewnątrz ciała migrują do tkanki kostnej i koncentrują się. Ta ekspozycja może powodować raka kości i inne nieprawidłowości kości. Stężenie radu i innych produktów pochodnych rośnie w czasie, z kilkuletnim nadmiernym narażeniem. Dlatego, z punktu widzenia odpowiedzialności, pracownik, który nie miał ochrony dróg oddechowych przez kilka lat, może zachorować na nowotwory kości lub inne nowotwory w wyniku ekspozycji na NORM i zdecydować się na dochodzenie odszkodowania w postaci kosztów leczenia i utraconych zarobków od firmy naftowej, która wygenerowała tenorm i pracodawcę.

Radionuklidy radu emitują cząstki alfa i beta oraz promieniowanie gamma. Promieniowanie emitowane z atomu radu 226 to 96% cząstek alfa i 4% promieni gamma. Cząstek alfa nie jest najbardziej niebezpieczne cząsteczka związana z NORM. Cząstki alfa są identyczne z jądrami helu-4. Cząsteczki alfa przemieszczają się w powietrzu na krótkie odległości, zaledwie 2-3 cm, i nie mogą przeniknąć przez martwą warstwę skóry na ludzkim ciele. Jednak niektóre emitery cząstek radu alfa są „poszukiwaczami kości”, ponieważ rad ma wysokie powinowactwo do jonów chlorkowych. W przypadku, gdy atomy radu nie są usuwane z organizmu, koncentrują się w obszarach, w których przeważają jony chlorkowe, takich jak tkanka kostna. Okres półtrwania dla radu 226 wynosi około 1620 lat i pozostanie w organizmie przez całe życie człowieka — znaczna ilość czasu do spowodowania szkód.

Cząstki beta to elektrony o wysokiej energii lub pozytony. Są pośrodku skali pod względem potencjału jonizującego i penetracji, zatrzymywane przez kilka milimetrów plastiku. Promieniowanie to stanowi niewielką część całkowitego promieniowania emitowanego podczas rozpadu radu 226. Rad 228 emituje cząstki beta, a także stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzkiego poprzez wdychanie i połykanie. Cząstki beta są elektronami lub pozytonami i mogą podróżować dalej niż cząstki alfa w powietrzu.

Te promienie gamma, emitowanego z radu 226, co stanowi 4% promieniowania, są szkodliwe dla ludzi o odpowiedniej ekspozycji. Promienie gamma są silnie penetrujące, a niektóre mogą przenikać przez metale, więc liczniki Geigera lub sonda scyntylacyjna są używane do pomiaru ekspozycji na promieniowanie gamma podczas monitorowania pod kątem NORM.

Cząsteczki alfa i beta są szkodliwe w organizmie. Należy zapobiegać wdychaniu zanieczyszczeń NORM pochodzących z pyłów, nosząc maski oddechowe z filtrami cząstek stałych. W przypadku odpowiednio przeszkolonych zawodowych pracowników NORM może być konieczny monitoring i analiza powietrza. Pomiary te, ALI i DAC, są wartościami wyliczonymi w oparciu o dawkę, na jaką może być narażony przeciętny pracownik pracujący 2000 godzin rocznie. Obecny prawny limit ekspozycji w Stanach Zjednoczonych wynosi 1 ALI lub 5 rem. Rem, lub ekwiwalent rentgena , jest miarą absorpcji promieniowania na częściach ciała w dłuższym okresie czasu. DAC to stężenie cząstek alfa i beta, na które przeciętny pracujący pracownik jest narażony przez 2000 godzin lekkiej pracy. Jeśli pracownik jest narażony na ponad 10% ALI, 500 mREM, dawka pracownika musi być udokumentowana zgodnie z instrukcjami z przepisami federalnymi i stanowymi.

Rozporządzenie

Stany Zjednoczone

NORM nie podlega regulacjom federalnym w Stanach Zjednoczonych. Komisja Dozoru Jądrowego (NRC) posiada jurysdykcję w stosunkowo wąskim spektrum promieniowania, a Agencja Ochrony Środowiska (EPA) ma jurysdykcję nad NORM. Ponieważ żaden podmiot federalny nie wdrożył przepisów NORM, NORM jest w różny sposób regulowany przez stany.

Zjednoczone Królestwo

W Wielkiej Brytanii regulacja odbywa się za pośrednictwem przepisów dotyczących pozwoleń na środowisko (Anglia i Walia) z 2010 r.

Definiuje to dwa rodzaje działalności NORM:

  • Działalność przemysłowa typu 1 NORM oznacza:

a) produkcję i wykorzystanie toru lub związków toru oraz produkcję produktów, w których tor jest celowo dodany; lub

b) produkcja i wykorzystanie uranu lub związków uranu oraz wytwarzanie produktów, do których uran jest celowo dodawany

  • Działalność przemysłowa typu 2 NORM oznacza:

a) wydobycie, produkcję i wykorzystanie pierwiastków ziem rzadkich i stopów pierwiastków ziem rzadkich;

b) wydobycie i przetwarzanie rud innych niż ruda uranu;

c) produkcja ropy naftowej i gazu;

d) usuwanie i zarządzanie osadami i osadami promieniotwórczymi ze sprzętu związanego z działalnością przemysłową;

e) wszelką działalność przemysłową wykorzystującą rudę fosforanową;

f) produkcja pigmentów dwutlenku tytanu;

g) ekstrakcja i rafinacja cyrkonu oraz produkcja związków cyrkonu;

h) produkcja cyny, miedzi, aluminium, cynku, ołowiu oraz żelaza i stali;

(i) wszelką działalność związaną z instalacjami odwadniania kopalń węgla;

j) wydobycie glinki białej;

k) uzdatnianie wody związane z dostarczaniem wody pitnej;

lub (l) rekultywacja zanieczyszczenia z jakiejkolwiek działalności przemysłowej typu 1 NORM lub jakiejkolwiek z działalności wymienionych powyżej.

Działalność, która obejmuje przetwarzanie radionuklidów pochodzenia naturalnego lądowego lub kosmicznego ze względu na ich właściwości promieniotwórcze, rozszczepialne lub płodne, nie jest działalnością przemysłową typu 1 NORM ani działalnością przemysłową typu 2 NORM.

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne