‹#›
1
Ionizační, elektrostatické, elektromagnetické,
elektroiontové mikroklima
j0347479

‹#›
2
Ionizační mikroklima
j0349133
Ionizující záření
Přírodní radioaktivní látky (uran)
Umělé zdroje radioaktivity (rentgen)
Částice ionizujícího záření pronikají ozářenou hmotou, rozbíjí molekulární vazby a vytváří ionty
j0294931
Aktivita radioaktivní látky (Bq) je určena počtem samovolných jaderných přeměn za sekundu.

‹#›
3
Repete:
Atomové číslo ( protonové číslo) označuje počet protonů v jádru daného atomu prvku.
S atomovovým číslem souvisí nukleonové číslo, které udává celkový počet protonů a neutronů (tzn.
všech nukleonů) v atomovém jádře.
Hmotové číslo určuje konkrétní izotop, pokud chceme nazvat přímo izotop, přidává se jeho nukleonové
číslo za jméno prvku (např. uhlík 14, používaný v uhlíkovém datování). Toto číslo se zapisuje vlevo
nahoru před symbol prvku.
Např. 238U (popř.  ) pro izotop uran 238.
Ionizující záření je souhrnné označení pro záření složené z částic, z nichž každá má energii
postačující k ionizaci atomů nebo molekul ozářené látky.

‹#›
4
Rozpadová řada (též přeměnová řada) popisuje postupný radioaktivní rozpad nestabilních jader
těžkých prvků. Rozpad v těchto řadách probíhá vždy vyzařováním alfa částic (jader He) nebo beta
(elektronů). Začínají zpravidla relativně stabilním, v přírodě se běžně vyskytujícím izotopem, s
poločasem rozpadu nad půl miliardy let. Na konci každé rozpadové řady je stabilní izotop.
Známy jsou čtyři základní rozpadové řady:
• Uran - radiová, začínající uranem 238
• Thoriová, začínající thoriem 232
• Aktiniová, začínající uranem 235
• Neptuniová, začínající plutoniem 241
Radioaktivní rozpad

‹#›
5
Izotop
Poločas přeměny
Přeměna
238U
4,468·109 r
α
234Th
24,10 d
β−
234mPa
1,17 min
β−
234U
2,455·105 r
α
230Th
7,538·104 r
α
226Ra
1600 r
α
222Rn
3,8235 d
α
218Po
3,10 min
α
214Pb
26,8 min
β−
214Bi
19,9 min
β−
α
(0,02 %)
214Po
164,3·10−6 s
α
210Tl
1,30 min
β−
210Pb
22,20 r
β−
210Bi
5,012 d
β−
210Po
138,376 d
α
206Pb
stabilní
http://cs.wikipedia.org
Uran je v čistém stavu stříbrobílý lesklý kov (obsažen v uhlí)
Hustota uranu je cca 19 050 kg/m3
α je proud jader helia, nese kladný elekrický náboj
β je proud záporně nabitých elektronů

‹#›
6
Státní úřad radiační ochrany
činost: příprava a zpracování odborných podkladů pro výkon státní správy v ochraně před ionizujícím
zářením, včetně měření, odběru vzorků, šetření na místě, laboratorních analýz a expertních posudků.
•zajištění činnosti radiační monitorovací sítě (zátěž obyvatelstva z inhalace)
•činnost mobilní skupiny pro analýzu radiačních nehod a mimořádných událostí v terénu
•systematické vyhledávání budov se zvýšenou koncentrací radonu v ČR, a vedení centrálních databází
•expertní činnost zejména v oblastech:
hodnocení radiační ochrany v oblasti lékařského ozáření (dvě expertní skupiny - pro
radiodiagnostiku a radioterapii).
suro

‹#›
7
lokality mereni radioaktivity radio odber snehurka
Monitorování radionuklidů v ovzduší
Zařízení pro odběr aerosolu (průtoky v rozmezí 40 - 900 m3/h). Filtr s kontinuálně odebíraným
aerosolem je měněn zpravidla v týdenních intervalech a následně měřen pomocí polovodičové
spektrometrie gama.

‹#›
8
limit pro pracovníka se zářením 50 mSv/rok
přírodní radiační pozadí občana ČR 2,0 až 3 mSv/rok
přírodní radiační pozadí občana Kerale v Indii 17 mSv/rok
přírodní radiační pozadí občana Guapari v Brazílii 175 mSv/rok
přírodní radiační pozadí občana Ramsaru v Iránu 400 mSv/rok
RTG střev 4 mSv
RTG žaludku 2,4 mSv
RTG kyčlí 1,7 mSv
pracovník JE Dukovany obdrží 0,4 mSv/rok
člověk sledující televizi 1 hodinu denně 0,01 mSv/rok
člověk žijící v okolí uhelné elektrárny 0,01 mSv/rok
obyvatelstvo v okolí JE Dukovany obdrží 0,005 mSv/rok
3 lety nadzvukovým letadlem Praha - USA 0,38 mSv/rok
Ionizující záření vyjadřujeme dávkovým ekvivalentem v sievertech (Sv).
Radiační dávky

‹#›
9
137Cs je především dána přísunem z vyšších vrstev atmosféry a resuspenzí původního spadu z půdního
povrchu. Její hodnota se v současné době pohybuje okolo 1 mBq/m3. Část aktivity 137Cs pochází
z globálního spadu, který je důsledkem dřívějších zkoušek jaderných zbraní v atmosféře, část
pochází z havárie jaderné elektrárny v Černobylu.
7Be je kosmogenního původu a vykazuje typické sezónní variace dané charakterem vzdušného proudění v
průběhu každého roku. Průměrná hodnota objemové aktivity je okolo 3000 mBq/m3.
210Pb je produktem přeměny 222Rn. Jeho průměrná dlouhodobá hodnota činí přibližně 500 mBq/m3.
85Kr pochází ze zkoušek jaderných zbraní v atmosféře, ze závodů na přepracování jaderného paliva
a v malé míře též z výpustí jaderných elektráren. Jde o jeden z tzv. globálních radionuklidů, které
přispívají k ozáření populace více méně rovnoměrně po celém světě. Hodnota jeho objemové aktivity
mírně vzrůstá.
Obsah radionuklidů v atmosféře a jejich původ

‹#›
10
Radionuklidy v ovzduší
  Průměrné měsíční hodnoty objemové aktivity
137Cs, 7Be a 210Pb
ve vzdušném aerosolu naměřené v lokalitě SÚRO Praha
mesicCZ radio

‹#›
11
http://www.volny.cz/kostka2000/Cernobyl.htm
Havárie v jaderné elektrárně Černobyl
26.dubna roku 1986 v 1 hodinu 23 minut
CERNOBYL

‹#›
12
ozareni
http://www.volny.cz/kostka2000/Cernobyl.htm
Jód s poločasem rozpadu 8 dní byl nebezpečný pouze v prvních týdnech po havárii, ohrožena byla
hlavně štítná žláza u dětí. Cesium s poločasem rozpadu 30 let se zapojilo do potravinového řetězce
(např. houby, divočina) a bude v něm působit desítky let.
ČERNOBYL
PŘÍRODNÍ RADON V BYTECH
LÉKAŘSKÁ VYŠETŘENÍ
KOSMICKÉ ZÁŘENÍ
ZEVNÍ - RADIONUKLIDY ZE ZEMĚ
VNITŘNÍ – V TĚLE ČLOVĚKA

‹#›
13
mleko-CS radio
Střední hodnoty hmotnostní a objemové aktivity 137Cs (Bq/l)
v mléce od roku 1989 do 1998
1989
1998

‹#›
14
VYHLÁŠKA
Státního úřadu pro jadernou bezpečnost
ze dne 13. června 2002 O radiační ochraně
Tato vyhláška v souladu s právem Evropských společenství upravuje
podrobnosti ke způsobu a rozsahu zajištění radiační ochrany při práci na pracovištích, kde se
vykonávají radiační činnosti.
Zdroje ionizujícího záření se podle vzestupného ohrožení zdraví a životního prostředí ionizujícím
zářením klasifikují jako:
• nevýznamné
• drobné (více než 20 ionizačních hlásičů požáru nebo jiných spotřebních výrobků s radionuklidy
nacházející se současně v jedné budově )
• jednoduché
• významné (generátor záření určený k radioterapii nebo radiodiagnostice v humánní medicíně)
• velmi významné (jaderný reaktor)
sujb

‹#›
15
Cílem optimalizace radiační ochrany při lékařském ozáření je:
a) při radiodiagnostickém vyšetření správné použití zobrazovací metody tak, aby dávky ve tkáních
byly co nejnižší, aniž by se tím omezilo získání nezbytných radiodiagnostických informací,
b) při nukleárně-medicínském vyšetření aplikace pouze nezbytného množství radioaktivní látky
požadované čistoty a aktivity, které zaručuje dostatečnou diagnostickou informaci při co nejnižší
zátěži pacienta,
c) při radioterapeutických výkonech ozáření cílového objemu, na který je léčba zářením zaměřena, v
rozsahu nezbytném k dosažení požadovaného účinku, přičemž ozáření ostatních tkání má být tak nízké,
jak lze rozumně dosáhnout bez omezení léčby.
VYHLÁŠKA
Státního úřadu pro jadernou bezpečnost
ze dne 13. června 2002 O radiační ochraně
sujb

‹#›
16
Radon
Nebezpečí pro člověka = koncentrace dceřinných produktů radonu na povrchu dýchacích cest a jeho
ozařování alfa zářením (vznik plicní rakoviny).
Účinky jsou somatické a genetické (postihují potomky).
• radioaktivní plyn vznikající  přirozeným rozpadem uranu přes radium
• bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, nehořlavý, lidskými smysly nedetekovatelný
• sám škodlivý není, to jeho produkty, vznikající přirozeným rozpadem. Jsou to částice snadno se
spojující s pevnými a kapalnými částicemi v ovzduší a vytváří radioaktivní aerosol. Dále se
rozpadají na alfa a beta záření a končí olovem.

‹#›
17
Radon – zdroje a šíření
• nejvýznamnější jsou stopová množství v zemské kůře (nejvyšší koncentrace jsou obvyklé ve
vyvřelých, magmatických horninách, jako jsou např. žuly, protože primárně již v době svého vzniku
byly obohaceny uranem)
• uvolňuje se z půdy (propustné – štěrkovité horniny, tektonické zlomy), difunduje do atmosféry,
kde běžně 4 až 6 Bq/m3
• pokud uniká do dutin v budovách, může být až 100 000 Bq/m3, ve vyšších podlažích klesá
• průměr v budovách v ČR = 59 Bq/m3 s velkým rozptylem
• zdroj v interiéru – cigaretový kouř
• stavební hmoty z důlních odpadů – některé druhy škváry a popílku, obecně silikáty (zejména beton
– radioaktivní písek)
Difúzní délka radonu – vzdálenost, kterou urazí radon od zdroje během níž klesne jeho aktivita 2,72
x:
Polyetylen 0,25 cm, mikroten 0,61 cm, těžký beton 10 cm, omítky 30 cm, pórobeton 57 cm.

‹#›
18
Radon – limity a optimalizace
Radonový index pozemku je podle § 6 odst. 4 zákona určen k posouzení a usměrnění možného pronikání
radonu z geologického podloží do budov. Při jeho stanovení se postupuje tak, že se vychází z těchto
měření a ukazatelů:
a) reprezentativního souboru měření objemové aktivity radonu 222 v půdním vzduchu (80cm pod
povrchem, 15 vzorků – nehomogenita půdy),
b) posouzení plynopropustnosti základových půd v kontaktním prostředí budovy s geologickým
podložím,
c) posouzení dalších ukazatelů a charakteristik geologického podloží ovlivňujících transport radonu
v základových půdách
Směrné hodnoty pro stavební úpravy ve stavbách pro pobyt lidí:
Stávající stavby: 400 Bq/m3
Projektované stavby: 200 Bq/m3

‹#›
19
radonova mapa
Radonová mapa – Brno SZ
http://nts2.cgu.cz/

‹#›
20
Radon – limity a optimalizace
Ve státech EU platí: stávající byty   – max. 200 Bq/m3
 nová výstavba – max. 100 Bq/m3
Ashrae             – max.   74 Bq/m3
Orientační hodnoty a optimalizační opatření
Koncentrace
Bq/m3
opatření
200 - 300
Zvýšení přirozeného větrání,
příp. zavedení nuceného větrání
300 - 600
Středně nákladné stavební úpravy,
nucené větrání s rekuperací
600 - 2000
Zásadní stavební úpravy
nad 2000
Vyloučení pobytu osob

‹#›
21
Radon – výskyt v budovách
Jeden z výzkumných projektů sledoval úroveň radonu v různých typech objektů na homogenním podloží s
vysokým indexem. Výsledky ukazují, že radon nejsnáze proniká do objektů typu rodinného domku,
postaveného před r. 1960, s izolacemi základové desky ve špatném technickém stavu a
nepodsklepeného. Naopak ve vícepodlažních objektech mladšího data výstavby v dobrém technickém
stavu se setkáváme s nižšími hodnotami objemové aktivity radonu, i když je objekt situován na
podloží s vysokým indexem. Z toho je zřejmé, že technický stav objektu, zejména jeho izolace od
podloží, může výrazně ovlivnit výslednou hodnotu obsahu radonu v objektu.

‹#›
22
Radon – optimalizace zásahem do zdroje
1. odvětrání podloží (drenážní systém – nopované fólie)
2. radonová studně (10 až 80m od objektu, dno pod základovou spárou, nucený odvod vzduchu – vhodné
pro průvzdušné podloží)
povrchová úprava stěn – nátěry, tapety jsou zpravidla málo účinné
1
2
4-6 Bq/m3
1 000 až 100 000 Bq/m3
60 Bq/m3

‹#›
23
Radon – optimalizace zásahem do pole přenosu
1.Omezení šíření radioaktivních látek budovou
2.Větrání s kaskádovými tlakovými poměry
3.Filtrace není účinná

‹#›
24
Elektrostatické mikroklima
Elektrostatické náboje na materiálech a elektrostatickými poli v prostoru.
Elektrostatický náboj  vzniká při vzájemném pohybu a oddělování částic s různou dielektrickou
konstantou (ztráta a zisk elektronů).
Zdroje statické elektřiny
• chůze v botách s pryžovými podrážkami po podlaze z izolačního materiálu (asfalt, linoleum, PVC)
• pohyb člověka ve vlněném oděvu
• česání vlasů
• stažení ubrusu
• průtok (pohyb)dielektrických látek v potrubí z dielektrických materiálů (plasty), kdy se nabíjí i
dopravovaná tekutina
………………… elektrostatický potenciál stovky až tisíce V

‹#›
25
Elektrostatické mikroklima
Kritérium:
potenciál elektrostatického náboje v uvažovaném místě
intenzita elektrostatického pole
Q … elektrostatický náboj (C)
C … elektrická kapacita (F)
V … napětí (V)
Nízká kapacita (plasty) → vysoké napětí
Vysoká kapacita (kov) → nízké napětí
• Nebezpečí výbuchu nastane, překročí-li elektrostatický náboj minimální zápalnou energii (závisí
také na koncentraci výbušné směsi, obsahu kyslíku)
• Usazování prachu na plochách s opačnou polaritou (tapety)
• Počítač citlivější než člověk

‹#›
26
Elektrostatické mikroklima - úpravy
• použití antistatických látek (vodivých)
• anistatické uzemnění →  elektrostatický svod, uzemnění podlahou z vodivé gumy, vodivé pneumatiky,
elektricky vodivá podrážka obuvi (pryžová)
• bavlněné oblečení (ne hedvábí nebo plastické hmoty)
• zvýšení relativní vlhkosti vzduchu (RH 60 až 70 % snižuje tvorbu statické elektřiny na minimum,
nad 80% nevzniká vůbec)
• reverzní ionizace vzduchu (ionty +/- nábojů neutralizují náboje opačné polarity těles) –
elektrostatické neutralizátory
• vodivá podlaha (homogenní, přídavek do směsi = plnidlo; do betonu 1 až 3% acetylénových sazí,
práškový kov
• antistatická úprava koberců, povrchů stěn
Zásah do zdroje
Zásah do pole přenosu

‹#›
27
Elektromagnetické mikroklima
Elektromagnetické vlny o vlnové délce větší jak 1 mm
Je charakterizována velikostí a směrem svých složek (elektrické a magnetické)
f …   frekvence
v …  rychlost šíření (přibližně rychlost světla v = 3.108 m/s)
λ … vlnová délka (m)

‹#›
28
ElmgSpektrum
Spektrum elektromagnetického záření
Rádio
Televize
Mobilní telefony
Amatérské rádio
WiFi
Mikrovlnná trouba
UVA, UVB, UVC
Tepelné záření
Optická komunikace
Ionizující
RTG diagnostika
Ionizující
Proud fotonů
Jaderné děje
SI rozvody

‹#›
29
Elektromagnetické mikroklima
U N frekvencí se elektrické a magnetické pole uvažuje odděleně:
• magnetické vzniká při průchodu proudu vodičem (roste s proudem) [μT]
• elektrické pole vzinká rozdílem napětí [kV/m, V/cm]
•
V pásmu V frekvencí představuje intenzita elm. pole elektromotorickou sílu ve V indukovanou ve
vodiči délky 1m [V/m]
V pásmu VV frekvencí se intenzita elm. pole vyjadřuje výkonovou hustotou, která je rovna poměru
výkonu k velikosti plochy, kterou prochází [μW/cm2]
Ozáření = součin intenzity pole a doby působení

‹#›
30
Zdroje elmg. vlnění
• výboje při bouřích a sluneční činnosti
• vysílače (rozhlas, TV, základové stanice pro mobilní telefony, dálkové ovládání
• vedení V napětí
• mobilní telefony
• počítače (CRT monitory)
• mikrovlnné trouby
• svářecí automaty, indukční pece

‹#›
31
Působení elmg. vlnění na člověka
Citlivé orgány: kůže,  pohlavní orgány (bolesti hlavy, deprese)
Alergie na elmg. záření (hypersenzitivita – spíše psychická p.)
Statisticky významně zvýšené riziko:
• u dětí při intenzitě mg. pole > 0,2μT (blízkost vedení VN – ochranná pásma)
• nedonošení dětí při práci monitorů s mg. polem > 0,3 μT v těhotenství
• Alzheimerovy choroby u elektrikářů
Základním přenosem je generaování  lokálního tepla

‹#›
32
Působení elmg. vlnění na člověka
 mobilní telefony …? výkon cca 0,1až 2W – automaticky upravuje dle signálu, ½ energie pohltí kůže a
lebka (mozek se zahřívá – mikrovlny)
• záření zjednodušuje cestu toxickým látkám do mozku (zvířata)
• mg. pole zvyšuje krevní tlak o 10mm Hg sloupce
• zvýšení počtu mozkových nádorů … není prokázána přímá souvislost.
•
Luminex (folie) výrazně snižuje negativní elektromagnetické záření z mobilního telefonu, které
přeměňuje na neškodné a efektní luminiscenční světlo.
Výsledky testování odrušovače negativního elektromagnetického záření z mobilních telefonů Luminex
prokázaly 59% účinnost při odchozím hovoru a 78% při hovoru přijímaném.
Elektromagnetická kompaktibilita = ochrana elektronických přístrojů před důsledky působení elmg.
záření

‹#›
33
Eliminace elmg. vlnění
• oddálení zdroje od těla
• odstranění zdroje
• stínění (Al nebo Cu plech tl.min. 0,5mm) - uzemněno

‹#›
34
Aeroiontové mikroklima
Negativní a pozitivní ionty v ovzduší
Vznikají působením ionizační energie – srážky molekul, odtržení elektronů z orbitu – dvojice
nabitých částic. Ty se spojují s neutrálními částicemi do komplexů 10 až 30  molekul = lehké ionty
(aeroionty)
Zdroj ionizační energie:
• elektrické pole
• kosmické, ionizující a UV záření
• Lenardův efekt

‹#›
35
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
Elektrické pole Země
Vnitřní elektroda = vodivý povrch Země
Vnější elektroda = ionosféra
dielektrikum = atmosféra
Existující ionty při zemském povrchu naráží do molekul vzduchu (dusíku); z něho se odtrhne
elektron, který se spojí s molekulou kyslíku nebo vody; tyto pozitivní i negativní molekuly plynů
se obklopují dalšími neutrálními molekulami a vytvářejí komplexy o 10 až 30 molekulách = lehké
ionty.

‹#›
36
Lenardův efekt
j0164046
Z vody se oddělují malé částice nesoucí záporný náboj; větší kapky získávají pozitivní náboj.

‹#›
37
Vznik aeroiontů může být provázen změnou chemického složení vzduchu (ozón a oxidy dusíku):
Ukládání  lehkých iontů na pevný a kapalný aerosol v ovzduší vede ke tvorbě středních a těžkých
iontů (pseudoionty). Čím jsou ionty lehčí, tím jsou pohyblivější.
02
0
N2
0
02
03
N2O
N2
N
N
0
NO

‹#›
38
Počet lehkých iontů:
V čistém vzduchu (v lese): 1000 až 1500 /cm3
Vodopád 30 000 - 40 000 /cm3
Méně čistý vzduch ve městě 80 - 200 /cm3.
Vhodná koncentrace v interiérech 200 - 300 /cm3
Se znečištěním vzduchu (kouřem, mlhou, prachem) stoupá počet středních a těžkých iontů, lehké ionty
jsou neutralizovány také kouřením.
Poměry iontů v ovzduší se mění při vzniku mraků a při bouřkách, kdy se počet negativních iontů
zvyšuje.
Elektrické pole uvnitř staveb ovlivňuje obvodový plášť. Minimálně je deformují dřevěné a cihelné
konstrukce.
Vzduch vedený potrubím je ionty chudý, 2m plechového vzduchovodu – úbytek 20%.

‹#›
39
Vzduch s malým podílem iontů = těžký
Vzduch s převahou pozitivních iontů = dusno
Vzduch s převahou negativních iontů = řídký a chladný
Vzduch s optimálním poměrem +/- iontů = lehký a čistý
Působení na člověka kůží (10%) a plícemi (90%).
Negativní ionty:
• redukují hladinu serotoninu a tím působí uklidňujícím účinkem
• posiluje afinitu hemoglobinu a kyslíku a ve vodě rozpustných vitamínů (zvýšení kapacity organismu
při zátěži, odolnost vůči virovým onemocněním)
Ionizovaný vzduch urychluje sedimentaci prachu. Negativně nabitý prach je intenivně vdechován,
neboť člověk je nabitý kladně.
Vnímání iontů v ovzduší

‹#›
40
• hydrodynamické (Lenardův efekt),
• s koronovým výbojem (el. pole s vysokým napětím mezi 2 elektrodami)
• se stropní elektrodou (strop jako kladná elektroda, podlaha jako záporná elektroda, mezi nimi
elst. Pole. Elektroprecipitace = usazování na kladné elektrodě.
•
•
Ionizátory

‹#›
41
Dej každému dni příležitost, aby se mohl stát nejkrásnějším dnem tvého života.
Mark Twain
j0229911