Измерения и вычислительное гидродинамическое исследование распределения радона в типичном помещении с естественной вентиляцией.

Dec 27, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 2064 (2023) Цитировать эту статью

756 Доступов

Подробности о метриках

На основании Основных стандартов безопасности Европейского Союза для защиты людей от воздействия ионизирующего излучения необходимо установить и обеспечить контрольные уровни концентрации радона в помещениях. Поэтому необходимо контролировать и контролировать концентрацию радона в жилых помещениях и на рабочих местах. Однако правильная вентиляция и экологичность являются основными факторами, влияющими на то, насколько здоровой является окружающая среда в здании для его обитателей. В этой статье с использованием метода вычислительной гидродинамики (CFD) изучалось распределение радона внутри помещения в типичном помещении с естественной вентиляцией при двух сценариях (когда дверь закрыта и открыта). Код CFD ANSYS Fluent 2020 R1, основанный на методе конечных объемов, использовался перед сравнением результатов моделирования с аналитическими расчетами, а также пассивными и активными измерениями. Средняя концентрация радона в результате моделирования CFD оказалась между 70,21 и 66,25 Бк/м3 в условиях закрытых и открытых дверей соответственно, при желаемой скорости вентиляции 1 ACH (обмен воздуха в час). Более того, самые высокие концентрации радона были измерены вблизи пола, а самые низкие значения были зафиксированы вблизи воздухозаборника, что привело к изменению профиля скорости воздушного потока. Результаты моделирования хорошо согласуются с максимальными значениями 19% и 7% по сравнению с аналитическими расчетами при различных скоростях воздуха в помещении в сценариях с открытой и закрытой дверью соответственно. Измеренные концентрации радона, полученные в результате активных измерений, также хорошо соответствовали результатам CFD, например, с относительным стандартным отклонением около 7% и 2% при измерении мониторами AlphaGUARD и RAD7 на высоте 1,0 м над землей в сценарий открытых дверей. По результатам моделирования также была рассчитана эффективная доза, полученная человеком из воздуха помещения рабочего места.

За последние несколько десятилетий во всем мире возникла значительная обеспокоенность по поводу рисков для здоровья, связанных с воздействием радона и его дочерних элементов. С одной стороны, люди проводят примерно 80% своей жизни в замкнутых и закрытых местах, т.е. в домах и офисах, но с другой стороны, почти 50% естественной радиационной дозы, получаемой человеком, возникает в результате вдыхания этих веществ. газы и их переносимые по воздуху потомки1,2. Радон – радиоактивный газ. Это продукт распада 226Ra с периодом полураспада 3,84 дня и альфа-частица, испускающая инертный радионуклид (5,49 МэВ). Это нуклиды природного происхождения, которые считаются опасным газом для среды обитания человека, поскольку альфа-частицы могут нанести существенный вред клетке. Продукты распада радона могут откладываться в тканях легких по гетерогенной схеме1 и известны как второй по значимости источник рака легких после курения2. Поэтому знание поведения и распределения радона в помещениях, то есть точных уровней радона в различных точках и областях, особенно в зонах дыхания в жилых домах, имеет важное значение для целей оценки дозы3,4,5. Помимо этого, по оценкам, воздействие радона в помещениях является причиной примерно 9% всех случаев смерти от рака легких и 2% всех случаев смерти от рака в Европе6. В Венгрии, в связи с новыми обновленными стандартами основных стандартов безопасности Европейского Союза7, рекомендуется, чтобы среднегодовая концентрация радона в жилых помещениях или на рабочих местах не превышала 300 Бк/м3, а странам-членам следует подготовить и постоянно пересматривать План действий по борьбе с радоном по снижению риска рака легких в результате воздействия радона. Поэтому необходимо контролировать и контролировать концентрацию радона в жилых помещениях и на рабочих местах.

Поскольку радон возникает в результате естественного распада урана, который содержится почти во всех почвах, он обычно поднимается через землю в воздух над головой и попадает в ваш дом через трещины и другие отверстия в фундаменте. Ваш дом задерживает радон внутри, где он может накапливаться. Проблема с радоном может возникнуть в любом доме. Это означает новые и старые дома, дома с хорошей герметичностью и сквозняками, а также дома с подвалами или без них. Радон из почвенного газа является основной причиной проблем с радоном. Иногда радон попадает в дом через колодезную воду. Во многих домах строительные материалы также могут выделять радон. Однако строительные материалы сами по себе редко вызывают проблемы с радоном. Следовательно, будучи благородным газом, радон легко выделяется из источника в поры (эманация) и впоследствии из пор во внешнюю среду (выдох).