Radon, dalla geochimica alla geologia
Paola Tuccimei
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CORSO PER LA FORMAZIONE DI OPERATORI PER LA PREVENZIONE, MISURA E BONIFICA DA GAS RADON
Roma, 7 – 8 giugno 2013
Cos’è il radon ?
E’ radioattivo e radiogenico
Radon, dalla geochimica alla geologia
Il radon è il più pesante dei gas nobili
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Roma, 7 – 8 giugno 2013
SERIE DI DECADIMENTO
TEMPI DI DIMEZZAMENTO
222Rn
(radon)
238U
~ 3,8 giorni
220Rn
(toron)
232Th
~ 1 minuto
219Rn
(actinon)
235U
~ 4 secondi
Radon, dalla geochimica alla geologia
ISOTOPI DEL Rn
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Decadimento
α
β
β
α
α
α
α
α
β
β
α
β
β
α
Nuclide
Tempo di dimezzamento
238U
4.5 · 109 anni
234Th
24.5 giorni
234Pa
1.14 minuti
234U
2.33 · 105 anni
230Th
8.3 · 104 anni
226Ra
1590 anni
222Rn
3.82 giorni
218Po
3.05 minuti
214Pb
26.8 minuti
214Bi
19.8 minuti
214Po
1.64 · 10-4 secondi
210Pb
22.3 anni
210Bi
5 giorni
210Po
140 giorni
206Pb
stabile
Th-234
Pa-234
Radon, dalla geochimica alla geologia
Serie di decadimento dell’uranio-238
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Decadimento
α
β
β
α
α
α
α
α
β
β
α
β
β
α
Nuclide
Tempo di dimezzamento
238U
4.5 · 109 anni
234Th
24.5 giorni
234Pa
1.14 minuti
234U
2.33 · 105 anni
230Th
8.3 · 104 anni
226Ra
1590 anni
222Rn
3.82 giorni
218Po
3.05 minuti
214Pb
26.8 minuti
214Bi
19.8 minuti
214Po
1.64 · 10-4 secondi
210Pb
22.3 anni
210Bi
5 giorni
210Po
140 giorni
206Pb
stabile
nuclide genitore
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Serie di decadimento dell’uranio-238
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Decadimento
α
β
β
α
α
α
α
α
β
β
α
β
β
α
Nuclide
Tempo di dimezzamento
238U
4.5 · 109 anni
234Th
24.5 giorni
234Pa
1.14 minuti
234U
2.33 · 105 anni
230Th
8.3 · 104 anni
226Ra
1590 anni
222Rn
3.82 giorni
218Po
3.05 minuti
214Pb
26.8 minuti
214Bi
19.8 minuti
214Po
1.64 · 10-4 secondi
210Pb
22.3 anni
210Bi
5 giorni
210Po
140 giorni
206Pb
stabile
prodotto figlio
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Serie di decadimento dell’uranio-238
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Radon, dalla geochimica alla geologia
SERIE DI DECADIMENTO DEL 232Th
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TORON
1) Se i materiali da costruzione contengono 232Th
2) Nelle cantine o sale hobby, a diretto contatto con un substrato arricchito in 232Th
232Th
… 224Ra
220Rn
(gas)
1
2
232Th
224Ra
220Rn
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Concentrazioni di 220Rn elevate si hanno solo:
(gas)
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y = 100e-0,182x
R² = 1
90
80
222Rn
220Rn
70
60
50
40
30
20
y = 100e-998,2x
R² = 1
10
0
Concentrazione di attività
(Bq/m3)
0
5
10
Tempo (giorni)
100
y = 100e-0,693x
R² = 1
60
20
Tempo di dimezzamento:
220Rn
80
15
222Rn
~ 3,8 giorni
220Rn
~ 1 minuto
Radon, dalla geochimica alla geologia
Concentrazione di attività (Bq/m3)
100
40
20
0
0
2
4
Tempo (minuti)
6
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Elementi che caratterizzano la concentrazione di radon nel sottosuolo e il suo
rilascio all’interfaccia suolo/fondazione
Natura delle rocce
Composizione mineralogica
Concentrazione degli elementi precursori (U, Ra, …)
Posizione dell’atomo di 226Ra rispetto al margine del granulo
Porosità e permeabilità
Contenuto d’acqua
Presenza di fratturazione e faglie
Presenza di cavità
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Substrato geologico
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Rocce ignee
Tufo
Intrusive
Effusive
Rocce metamorfiche
Rocce sedimentarie
Gneiss
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Porfido
Black shale
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1: olivina
2: olivina e pirosseno
3: pirosseno e plagioclasio
4: plagioclasio
U, Ra, Th… sono elementi
incompatibili e si arricchiscono
nel magma al procedere della
cristallizzazione. Si concentrano
nelle fasi minerali di segregazione
tradiva
Radon, dalla geochimica alla geologia
Cristallizzano
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U (IV)
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Precipitazione dell’ U (IV) negli ambienti riducenti
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222Rn
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226Ra
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α
226Ra
222
Rn
poro
granulo
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Fenomeno di rinculo (recoil)
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222Rn
Distanza di
recoil in aria
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226Ra
Distanza di
recoil in acqua
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Permeabilità primaria e secondaria
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Ruolo di fratture e faglie
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222Rn
nel suolo
medio
nella roccia
incassante
B
A
A
B
TRANSETTO
ORTOGONALE AD UNA
FAGLIA TRASCORRENTE
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222Rn
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222Rn
222Rn
/ 220Rn
y = 100e-0,182x
R² = 1
90
80
222Rn
220Rn
70
60
Attività (Bq/m3)
Attività (Bq/m3)
Concentrazione di attività (Bq/m3)
100
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220Rn
50
40
30
20
y = 100e-998,2x
R² = 1
10
0
0
5
10
Tempo (giorni)
15
20
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Permeabilità per fratturazione secondaria e carsismo
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Aree caratterizzate da circolazione ed emergenza
idrotermali
Apparato vulcanico
Sorgente
idrotermale
Sorgente idrotermale
La presenza di una copertura ostacola l’esalazione del radon, focalizzando i flussi
Un suolo secco rilascia
il radon più facilmente
Ghiaccio
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Neve
Asfalto
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Radon e frane
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Radon, dalla geochimica alla geologia
Invaso della Val Noana
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Radon e frane
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Vajont
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Radon, dalla geochimica alla geologia
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No radon
No radon
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Radon e sorgenti di subalveo
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Radon e sorgenti sottomarine in area costiera
Verticale di misura
della concentrazione
di radon in acqua
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Emergenze
sottomarine,
ricche di radon
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Radon e sorgenti sottomarine in area costiera
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Radon
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Radon, dalla geochimica alla geologia
Grazie
per l’attenzione !!!
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