Ilmanpuhdistimet radioaktiivisia aineita sisältävien aerosolihiukkasten kerääjinä säteilyvaaratilanteissa

Abstract

Säteilyvaaratilanteessa hengityksen kautta kehoon kulkeutuvat radioaktiiviset aineet aiheuttavat sisäistä säteilyannosta. Sisälle suojautumisella pyritään vähentämään päästöpilven ylikulun aikana saatavaa sisäistä ja ulkoista säteilyannosta. Sisälle suojauduttaessa suljetaan ja tiivistetään ilmanvaihto mahdollisimman hyvin, mistä huolimatta radioaktiivisia aineita tihkuu sisäilmaan. Tässä pro gradu -tutkielmassa tutkittiin siirrettävien kaupallisesti saatavilla olevien ilmanpuhdistimien kykyä kerätä radioaktiivisia aineita sisältäviä aerosolihiukkasia. Tutkielmassa tehtiin kirjallisuuskatsaus säteilyvaaratilanteissa syntyvistä radioaktiivisia aineita sisältävistä aerosolihiukkasista ja niiden ominaisuuksista. Lisäksi tutustuttiin radonin ja sen hajoamistuotteiden ominaisuuksiin. Kokeellisessa osiossa radonilla ja sen hajoamistuotteilla simuloitiin säteilyvaaratilanteissa sisäilmaan kulkeutuvia radioaktiivisia aineita. Mittauskampanjassa tutkittiin kahden kaupallisen siirrettävän ilmanpuhdistimen, HEPA-suodattimeen perustuvan Electrolux EAP300 ja sähköstaattisen Elixair E400, kykyä kerätä radonia ja sen hajoamistuotteita. Ilmanpuhdistimet keräsivät tehokkaasti radonin kiinnittyneitä hajoamistuotteita, joiden hajoamistuotepitoisuus sisäilmassa laski kertaluokalla 100 minuutissa Electrolux EAP300-ilmanpuhdistimella ja 160 minuutissa Elixair E400-ilmanpuhdistimella. Ilmanpuhdistimet eivät keränneet kiinnittymättömiä hajoamistuotteita tai radonia. Tulosten perusteella sisälle suojauduttaessa ilmanpuhdistimet keräisivät tehokkaasti radioaktiivisia aineita sisältäviä akkumulaatiomoodin aerosolihiukkasia ja vähentäisivät hengityksen kautta niistä saatavaa efektiivistä säteilyannosta. Ilmanpuhdistimet eivät keräisi radioaktiivisia jalokaasuja tai ultrahienoja aerosolihiukkasia.

In a radiation hazard situation inhaled radioactive substances cause internal contamination. Sheltering indoors is performed to decrease internal and external dose while a plume passes through an area. Despite shutting off and sealing all ventilation while sheltering indoors, radioactive substances will seep into indoor air. In this master’s thesis, portable commercially available air purifiers were studied as collectors of aerosol particles containing radioactive substances. In this thesis, a literature review on the properties of aerosol particles containing radioactive substances created during a radiation hazard situation has been conducted. The properties of radon and radon progeny were also studied. In the experimental part, radon and radon progeny were used to simulate radioactive substances carried into indoor air during a radiation hazard situation. In the measurement campaign, the ability to collect radon and radon progeny using two portable commercially available air purifiers, Electrolux EAP300 employing a HEPA filter and Elixair E400 electrostatic purifier, was studied. The air purifiers collected effectively attached radon progeny as their activity concentration was found to decrease by an order of magnitude in 100 minutes with the Electrolux EAP300 and in 160 minutes with the Elixair E400. The air purifiers didn’t collect the unattached radon progeny or radon. Based on the results, portable commercial air purifiers would be effective at collecting accumulation mode aerosol particles containing radioactive substances while sheltering indoors and would decrease the effective internal inhaled dose from these particles. The air purifiers wouldn’t collect radioactive noble gases or ultrafine aerosol particles.