ניטור ראדון

גיאופיסיקה  של ראדון


התופעות של גז הראדון (גז אציל רדיואקטיבי) בסביבה הגיאולוגית נחקרות מאז אמצע המאה ה-20. התופעות מוכרות כשונות וכמיוחדות בהשוואה למערכות גיאופיסיות אחרות, וקיימת הסכמה כללית שאין הסבר פשוט וסביר לתופעות אלה [1]. למרות שניתן למדוד בקלות יחסית את הראדון, העדר הבנת התופעות מהווה מכשול בפיתוח יישומים [2].


מחקר היבטים גיאופיסיים של ראדון נערך במכון מאז תחילת שנות ה-90 באתרי שדה בדרום ישראל, ומשנת 2007 גם בניסויי סימולציה במכון הגיאולוגי בירושלים.
במהלך הפעילות פותחו גישות מחקר חדשות בתחום ההצבה של מערכות בשטח, בתחום של יישום גלאים גרעיניים שונים [3] ובמיוחד בשיטות עיבוד גיאופיסיות של סדרות זמן ארוכות שנאספים ברזולוציית זמן של פחות משעה.


מחקרי השדה [3-8] מבוססים על מקבצים של תחנות באתרים גיאולוגיים שונים, בעומק בטווח של 2-150 מטר מתחת לפני השטח. ממדידות הניטור ניתן להראות שמערכת הראדון רושמת אותות גדולים הכוללים אותות מחזוריים בתחום התדר השנתי והתדר היומי, ואותות בעלי אורך גל של 2-25 יום שאינם מחזוריים. שילובים של סיגנלים כאלה דומים בין תחנות מאתר גיאולוגי, אך מאידך שונים במידה ניכרת בין האתרים השונים. בנוסף, ניתן להראות שלמרות הדמיון הכללי לשינויים אטמוספריים (לחץ, טמפרטורה), המופעים של אותות הראדון אינם ניתנים להסבר על ידי השפעות כאלה. אנליזה מתקדמת של מכלול התופעות והקשרים הוביל להעלאת האפשרות שהסיגנלים המחזוריים מושפעים על ידי מרכיב (בלתי מזוהה) בקרינת השמש.


ניסויי הסימולציה של אותות ראדון המבוצעים במכון [9-13] הם הראשונים מסוגם. בניסויים אלה מקיימים רמת ראדון מוגברת בתוך מיכל אטום. במערכת הסגורה מקור תעשייתי מספק ראדון למיכל בדיפוזיה. במערכת כזו הצפי הוא שלאחר השגת יציבות (דיפוזיה = דעיכה רדיואקטיבית) רמת הקרינה הגרעינית (אלפה, גמא) תהיה יציבה. בניגוד לצפוי, ניצפים סיגנלים עיתיים מהסוגים הקיימים בטבע, המציגים מאפיינים סטטיסטיים-גיאופיסיים הדומים לאלה שמוצאים בסביבה הגיאולוגית. מאפיינים מתקדמים שנגזרו מניסויים אלה מצביעים גם הם על האפשרות שהסיגנלים המחזוריים מושפעים על ידי מרכיב בקרינת השמש. היכולת לחקור את התופעות הייחודיות של הראדון בניסויי סימולציה מבוקרים פותחת צוהר חדש להבנת התנהגותו בסביבה הגיאולוגית הטבעית.

 

מקורות

 

1. Barbosa, S.M., Donner R.V., Steinitz, G. (Eds) 2015. Radon applications in geosciences – Progress & perspectives. Eur. Phys. J. Special Topics 224, 597–603
2. Woith, H., 2015. Radon earthquake precursor: A sort review. Eur. Phys. J. Special Topics 224(4), 611-627
3. Zafrir, H., Haquin, G., Malik, U., Barbosa, S.M., Piatibratova, O., Steinitz, G., 2011. Gamma versus Alpha Sensors for Rn-222 Long-Term Monitoring in Geological Environments. Radiation Measurements, 46, 611-620
4. Steinitz, G., Vulkan, U., Lang, B., 1999. The Radon flux at the northwestern segment of the Dead Sea (Dead Sea Rift) and its relation to earthquakes. Israel Jour. Earth-Sci., v. 48, p. 283-299.
5. Steinitz, G., O. Piatibratova, and S. M. Barbosa, 2007. Radon daily signals in the Elat Granite, southern Arava, Israel. J. Geophys. Res., 112, B10211, doi:10.1029/2006JB004817.
6. Steinitz, G., Piatibratova, O., 2010a. Radon signals in the Gavnunim intrusion, Makhtesh Ramon, Israel. Geophys. J. Int. 180, 651–665.
7. Steinitz, G. and Piatibratova, O., 2010b. Radon signals at the Roded site, Southern Israel, Solid Earth, 1, 99-109, doi:10.5194/se-1-99-2010
8. Steinitz, G., Piatibratova, O., Malik, U., 2015. Observations on the spatio-temporal patterns of radon along the western fault of the Dead Sea Transform, NW Dead Sea. European Physical Journal – Special Topics. Eur. Phys. J. Special Topics, 224, 629–639
9. Steinitz, G., Piatibratova, O., Kotlarsky, P., 2011. Possible effect of solar tides on radon signals. Journal of Environmental Radioactivity, 102, 749-765
10. Sturrock, P.A., Steinitz, G., Fischbach, E., Javorsek, D. and Jenkins, J.H., 2012. Analysis of Gamma Radiation from a Radon Source: Indications of a Solar Influence. Astroparticle Physics, 36/1, 18-25
11. Steinitz, G., Kotlarsky, P., Piatibratova, O., 2013. Anomalous non-isotropic temporal variation of gamma-radiation from radon (progeny) within air in confined conditions. Geophysical Journal International, 193, 1110-1118
12. Steinitz, G., Piatibratova, O., and Kotlarsky, P., 2014. Sub-daily periodic radon signals in a confined radon system. Journal of Environmental Radioactivity 134C (2014), 128-135
13. Steinitz, G., Kotlarsky, P., Piatibratova, O., 2015. Observations of the relationship between directionality and decay rate of radon in a confined experiment. European Physical Journal – Special Topics. Eur. Phys. J. Special Topics, 224, 731–740

 


עבור לתוכן העמוד