סביבה וגהות 
אודות
יסודות רדיואקטיבים - תקן ישראלי 5098
רקע לתקן 5098 - תכולת יסודות רדיואקטיביים טבעיים במוצרי בניה
הסביבה בה חיים בני האדם נתונה לקרינה מייננת ממקורות שונים - מהחלל החיצון, מהקרקע וממקורות מלאכותיים. הקרינה הטבעית הכוללת לה חשופה אוכלוסיית כדור הארץ היא מסדר גודל של כ- 1.5 - 3.0 מיליסיוורט לאדם בשנה בממוצע, בהתאם לאזור הגיאוגרפי. באזורים מסוימים על פני כדור הארץ נחשפים בני האדם לרמות קרינה נמוכות של כ- 0.3 מיליסיוורט בשנה ובאחרים מגיעה קרינת הרקע הטבעי לכ- 5 מיליסיוורט ואפילו לכ- 8 מיליסיוורט לאדם בשנה.
מקור חלק מהקרינה - כ- 0.5 מיליסיוורט בשנה - ביסודות רדיואקטיביים טבעיים הנפוצים בקליפת כדור הארץ: רדיום 226 (226Ra) ובנותיו, תוריום 232 (232Th) ובנותיו ואשלגן 40 (40K). בניינים המיועדים לשהיית בני אדם בנויים מחומרי גלם המופקים מקליפת כדור הארץ ולכן אדם השוהה בתוך בניין חשוף גם לקרינה הנובעת מהיסודות הרדיואקטיביים המצויים במוצרי הבנייה.
קרינת הרקע ממקורות טבעיים בישראל עומדת על כ- 1.5 - 1.8 מיליסיוורט בממוצע בשנה.
בהתבסס על התקן הבינלאומי להגנה מקרינה (המכונה BSS115), שגובש על ידי תאגיד של ארגונים בינלאומיים - ILO, WHO, IAEA ואחרים והופק ע"י הועדה הבינלאומית לאנרגיה אטומית IAEA בשנת 1996 ועל המלצות נציבות האחוד האירופי (RP122 משנת 1999) מתייחס גם התקן הישראלי לתעשיית מוצרי הבניה כאל "עיסוק" (practice) המביא להגדלת מידת החשיפה של האוכלוסייה לקרינה מייננת ולפיכך טעון מעקב, בקרה והגבלה לרמה הנמוכה האפשרית על פי עקרונות בטיחות הקרינה
ALARA ( As Low As Reasonably Achievable ).
פרסום ת.י. 5098 מציב את ישראל בשורת המדינות המובילות בעולם בפיתוח תורה וכלים להגבלת חשיפת האוכלוסייה לקרינה ממוצרי בנייה וגיבוש תקנים שיבטיחו את יישום ההגבלות האלה. אמות המידה הרדיולוגיות עליהם מבוסס התקן נקבעו על ידי הועדה המקצועית-תורתית לפיקוח על הקרינה בישראל.
מטרת התקן
בהתאם לכללי ההגנה מקרינה המקובלים בעולם, נועד התקן להגביל את מנת הקרינה הנוספת (dose constraint) מעל לרמת ייחוס (reference level) מוגדרת, הנגרמת על ידי מוצרי הבנייה מהם עשויים קירות המבנה, הרצפה והתקרה, לרמה התואמת סיכון בריאותי נמוך המוגדר כסביר (acceptable) ע"י הגופים המקצועיים הבינלאומיים והמוצדק בשיקולים חברתיים-כלכליים כוללים.
יצוין כי התקן אינו בא להגדיר גבול בין רמה "בטוחה" לרמה "מסוכנת", אלא לאפשר בקרה מסודרת של הרשויות על ריכוז הרדיואיזוטופים ממקורות טבעיים במוצרי בניה, מבלי לפגוע באפשרות להשתמש ברב המוחלט של מוצרי הבניה המיוצרים בישראל מחומרי גלם מקומיים.
למען הסר ספק תקן זה לא נועד לקבוע את רמת הקרינה המרבית המותרת במבני מגורים אלא להגביל את תרומת מוצרי הבנייה לרמה זו, כאמור לעיל, בלבד.
מדדי התקן
מדדי התקן נשענים בחלקם על המלצות נציבות האיחוד האירופי הנ"ל ובחלקם על המלצות הוועדה הבינלאומית להגנה רדיולוגית (ICRP) כפי שהוצגו בפרסום מס' 82 של הוועדה משנת [2000 ICRP], אולם חורגים מהן משיקולים מקומיים, כלהלן:
- רמת הייחוס, המבוססת על המנה השנתית הממוצעת המתקבלת מקרינה חיצונית, שמקורה בקרינת גמא, ומקרינה פנימית הנובעת מנשימת גז רדון (ובנותיו) בחדרים סטנדרטיים שנבנו ממוצרי בנייה בעלי תכולת יסודות רדיואקטיביים טבעיים, שהיו אופייניים בישראל לפני כעשר שנים, מוגדרת (במיליסיוורט לשנה) למוצרי בנייה שונים בהתאם למסתם המרחבית (בק"ג למ"ק), כמפורט בטבלה להלן:
מסה מרחבית מקרינת גמא מרדון מנת ייחוס כוללת 1500 < 0.25 0.85 1.10 600 - 1500 0.20 0.35 0.55 600 > 0.15 0.35 0.50
- תוספת מנת הקרינה האפקטיבית השנתית (מעל מנת הייחוס) המשמשת לחישוב הריכוזים הגבוליים של שלושת היסודות הרדיואקטיביים בכל מוצר בניה מוגבלת ל-0.3 מיליסיוורט לאדם. חסם מנה זה נקבע על בסיס הקצה התחתון המחמיר בטווח 1.0 - 0.3 מיליסיוורט בשנה, טווח המנות המומלץ ע"י המסמך האירופי שהוזכר לעיל כהגבלה על תוספת המנה מקרינת הגמא שמקורה במוצר הבנייה עצמו. בחירה זו של חסם המנה נשענת על המלצת פרסום מס' 82 הנ"ל של ICRP והיא תואמת את החלטות הועדה התורתית להגנה מקרינה.
- תוספת מנת הקרינה הנ"ל (0.3 מיליסיוורט לאדם לשנה) כוללת לפי התקן הישראלי בנוסף לקרינת הגמא גם את מנת הקרינה מנשימת הרדון (ובנותיו) שמקורו במוצר הבנייה. חישוב המנה מבוסס על שהיית 7,000 שעות בשנה במבנה. הכללת קרינת הרדון מהווה החמרה בהשוואה להמלצות האירופיות המתחשבות רק בקרינת הגמא.
- מנת הקרינה הנגרמת על ידי המוצר מחושבת למבנה עם ממדים ומאפיינים של חדר טיפוסי, כהגדרתו ע"י המכון הלאומי לחקר הבנייה בטכניון, ללא קירות פנימיים. בחישוב מניחים שכל 6 פאותיו של החדר עשויות מהמוצר הנבדק. בהנחה זו גלומה החמרה מסוימת בהשוואה לרב המבנים במציאות.
דרישות התקן
התקן קובע תכולה מרבית מותרת של יסודות רדיואקטיביים טבעיים במוצרי בנייה ומשמש כלי חישובי לבדיקת עמידתו של מוצר בנייה בדרישות תכולה אלה. הדרישות מתייחסות לריכוזי היסודות הרדיואקטיביים כמתואר להלן, בתלות בעובי המוצר ובמסה המרחבית (משקל ליחידת נפח) שלו.
הגבלת מנת הקרינה מבוטאת בתקן באמצעות אינדקס ריכוז האקטיביות, המוגדר לכל רדיואיזוטופ כיחס בין ריכוז האקטיביות C הנמדד במוצר (גודל המופיע במונה) והריכוז הגבולי Cl המחושב למוצר (המופיע במכנה). אינדקס ריכוז האקטיביות I של מוצר המכיל יסודות A1, A2, … An
בעלי ריכוזי אקטיביות C(A1), C(A2), … C(An) מתקבל כסכום המנות:
באשר C(A1)L, C(A2)L, … C(An)L מבטאים את הערכים הגבוליים המותרים לכל אחד מהיסודות A1, A2, An בנפרד. אינדקס ריכוז האקטיביות I של המוצר הוא לפיכך סכום אינדקסי ריכוזי האקטיביות של כל אחד מהיסודות במוצר.
מוצר בנייה עומד בדרישות התקן כאשר I ≤ 1 הן ממדדי הקרינה הכוללת, הן מקרינת גמא בלבד, המוגדרים למוצרים השונים על פי מסתם המרחבית כמפורט בטבלה להלן:
| סוג מוצר הבניה | מסה מרחבית (ק"ג למ"ק ) | מדד הקרינה הכוללת | מדד קרינה גמא |
|---|---|---|---|
| לא מיועד לחיפוי | 1500 < | 1 | 0.4 |
| 600 - 1500 | 0.6 | 0.35 | |
| 600 > | 0.5 | 0.3 | |
| מוצר חיפוי | 1500 < | 0.8 | 0.32 |
| 600 - 1500 | 0.48 | 0.28 | |
| 600 > | 0.4 | 0.24 | |
| הערה: ערכי מדדי הקרינה למוצרי חיפוי הינם 80% מהערכים שנקבעו למוצרי בנייה שאינם מיועדים לחיפוי. | |||
כאשר
e- אמנציה של ראדון (222Rn) : היחס בין אקטיביות הראדון הנפלט ממוצר בנייה לבין אקטיביות הראדון הנוצר בו במצב של שיווי משקל סקולרי
ביבליוגרפיה
[ת.י. 5098] תקן ישראלי ת.י. 5098 - תכולת יסודות רדיואקטיביים טבעיים במוצרי בניה, מת"י דצמבר 2009.[EC 1999] Radiological Protection Principles Concerning the Natural Radioactivity of Building Materials Radiation Protection 112, European Communities, Luxembourg (1999).
[ICRP 2000] Protection of the public in situations of Prolonged Radiation Exposures, Annals of the ICRP Vol. 29 Nos. 1-2 1999, ICRP Pub. 82, 2000.
דברי הסבר לתקן הוכנו בשיתוף חברים מועדת המומחים לתקן ומהצוות המקצועי-מדעי (קרינה) של מנהלת אפר פחם