Navigace

Rubriky

Reklama

Stavba / Dřevostavby / Vlastnosti dřevostaveb / Radónová problematika v drevostavbách

Radónová problematika v drevostavbách

20.7.2026
doc. Ing. Miroslava Mamoňová, PhD., Ing. Miroslav Vanek, PhD., Ing. Stanislav Jochim, PhD.
Recenzovaný

Přehrát audio verzi

Radónová problematika v drevostavbách

00:00

00:00

1x

  • 0.25x
  • 0.5x
  • 0.75x
  • 1x
  • 1.25x
  • 1.5x
  • 2x

Drevostavba Liptovský Trnovec. Foto: autorka

V príspevku sme sa zamerali na hodnotenie ovzdušia v interiéroch drevených stavieb, konkrétne na detekciu prítomnosti radónu vo vybraných objektoch s rôznym rizikom radónovej záťaže na Slovensku. Radón 222Rn je súčasťou uránového premenového radu a vo vzduchu sa vyskytuje prirodzene. Do ovzdušia sa dostáva najmä z pôdneho vzduchu. Na základe výskumov je radón považovaný za veľmi vážny karcinogén, ktorý predstavuje závažný rizikový faktor pre zdravie človeka. Dlhodobé vystavenie sa vysokej objemovej aktivite radónu môže spôsobiť rakovinu pľúc. Výskum bol zameraný na detekciu radónu pomocou detektora Radosys RSKS (CR-39) v niekoľkých drevostavbách v lokalitách Liptova a Zvolena počas krátkodobej (63 až 78 dní) a dlhodobej (395 až 406 dní) expozície. V niektorých prípadoch sme použili taktiež kontinuálny snímač Corentium PRO. Pri premene radónu a jeho dcérskych produktov vznikajú α-častice, ktorá na detektoroch zanecháva lokálne poškodenia – stopy, na základe ktorých môžeme vyhodnotiť objemovú aktivitu radónu v objektoch. Analýzu stôp α-častíc sme vykonávali prostredníctvom skenovacieho elektrónového mikroskopu a taktiež digitálnym mikroskopom.

1. Úvod

Drevené stavby v súčasnej dobe zaznamenávajú široký záujem, nielen z hľadiska nových konštrukčných riešení, vývoja nových aplikácií prírodných materiálov, ale dostávajú sa do povedomia hlavne z hľadiska zdravého životného štýlu. Čoraz viac ľudí sa zaujíma o ekologickejšie a zdravšie bývanie v objektoch z materiálu, ktorý je prírodný a človeku prirodzene blízky. Okrem toho, že je v dnešnej dobe aktuálna problematika najmä tepelno-technických vlastností stavieb, je nemenej dôležité zamerať sa aj na environmentálne aspekty prostredia, v ktorom je, respektíve bude drevostavba lokalizovaná. Štúdiou chceme poukázať na veľmi dôležitý aspekt, akým je monitoring miery radónového rizika v prostredí drevených stavieb.

Radón je plyn, ktorý nedokážeme ľudskými zmyslami zachytiť, je bezfarebný, bez chuti a zápachu. Jeho výskyt v ovzduší závisí od rôznych faktorov ako atmosférický tlak a teplota. Existujú tri hlavné zdroje radónu (222Rn) v uzavretých priestoroch – pôdny plyn, stavebné materiály a podzemná voda, pričom pôdny plyn zvyčajne najviac prispieva ku koncentrácii radónu vo vnútorných priestoroch (World Health Organisation 2009; International Atomic Energy Agency 2015). Radón preniká do uzavretých priestorov difúziou, alebo konvekčným prúdením z podložia a hornín pod budovami cez trhliny v spodnej časti budovy, okolo nesprávne utesnených potrubí a iných priechodov. Samotný radón predstavuje relatívne minimálne zdravotné riziko v porovnaní s jeho produktmi premeny – najmä polóniom-218 (218Po) a polóniom-214 (214Po) – ktoré prispievajú väčšinou k dávke žiarenia v pľúcach pri vdýchnutí (Darby et al. 2006, Kelly-Reif et al. 2023, Mikoláško et al. 2017).

Přečtěte si také Radon v budovách Podívejte se na pořad na estav.tv

Hodnoty objemovej aktivity radónu (OAR) sa menia počas jednotlivých ročných období, ale aj počas dňa a noci. Pre človeka je radón nebezpečný z dlhodobého hľadiska. Najväčšia koncentrácia radónu je v pôdnom vzduchu, preto do interiéru vniká hlavne cez netesnosti a poruchy v základových konštrukciách. Okrem toho je vylučovaný niektorými stavebnými materiálmi, alebo podzemnou vodou. Drevo, ako stavebný materiál nezaraďujeme medzi materiály obsahujúce väčšie množstvo radónu.

Radón sa nachádza na celom území Slovenskej republiky a jeho výskyt je najväčší v miestach s porušeným geologickým podložím. Vo svete je najväčšia priemerná OAR v Mexiku, Švédsku, Fínsku, Luxembursku, Česku, v Čiernej hore, v Azerbajdžane a v Albánsku. Slovensko bolo zaradené do skupiny s druhou najvyššou priemernou OAR (McLaughin, 2007).

V roku 1991 bola na Slovensku zriadená Medzinárodná komisia pre ochranu pred radónom pri Ministerstve životného prostredia SR, aby riešila problematiku radónu. V tom istom roku bol vykonaný aj prvý celoslovenský radónový prieskum indoor radónu. Zapojených bolo celkom 4000 domácností, 1000 škôl a škôlok a 12 vybraných kúpeľov. Do výskumov doposiaľ neboli zaradené drevené stavby. V 88,6 % vybraných priestorov sa priemerná ekvivalentná objemová aktivita radónu pohybovala pod hodnotu 200 Bq.m−3, s priemernou hodnotou objemovej aktivity 86 Bq.m−3. Podľa výskumu 51 % územia patrí do 1. kategórie rizika, 46 % do 2. kategórie rizika a zvyšné 3 % patria do 3. kategórie rizika.

Na konci 20. storočia boli zhotovené mapy radónového rizika (Gluch, A. et al., 2009), ktoré sú v súčasnosti používané na účel územného plánovania, a sú verejne dostupné na webovej stránke Štátneho geologického ústavu Dionýza Štúra. Táto mapa slúži na orientačné účely (v mierkach 1:50 000 až 1:200 000). Slúži pre prvé priblíženie a je potrebné počítať s tým, že môže spôsobiť nepresnosti pri stanovení indexu radónového rizika pre konkrétnu stavebnú parcelu, aj vzľadom k tomu že z dlhodobého hľadiska je OAR dynamický proces.

Podlľa platnej legislatívy (Vyhláška MZ SR č. 528/2007 Z. z.) by mal investor zabezpečiť na celom svojom pozemku stanovenie objemovej aktivity radónu v pôdnom vzduchu. Ak radónové riziko spadá do inej kategórie ako do nízkej, je potrebné vykonať vhodné nápravné „protiradónové“ opatenia. Taktiež je povinný investor ich účinnosť overiť meraním objemovej aktivity radónu v objekte ešte pred jeho kolaudáciou. V praxi sa však dané protokoly často nevyžadujú, práve kvôli neznalosti zákona, alebo jeho voľného výkladu.

Merania radónu v obytných prostrediach sa zvyčajne vykonávajú buď ako krátkodobý, alebo dlhodobý monitoring. Krátkodobé testovanie ponúka počiatočný prehľad o koncentrácii radónu, zatiaľ čo dlhodobé monitorovanie – často trvajúce dva mesiace až jeden rok – poskytuje presnejšiu priemernú expozíciu, ktorá zohľadňuje sezónne výkyvy, návyky obyvateľov a vzorce vetrania (World Health Organisation 2009, International Commission on Radiation Units and Measurements 2012, International Atomic Energy Agency 2015). Meranie radónu je dôležité nielen pre identifikáciu vysoko rizikových prostredí, ale aj pre overenie účinnosti opatrení na zmiernenie rizika (Jiránek et al. 2008, World Health Organisation 2009, Jiránek 2014, International Atomic Energy Agency 2015, Kouroukla et al. 2024, Navratilova Rovenska, Vanek, Moznar et al. 2025).

V príspevku sa zaoberáme testovaním prítomnosti radónu vo vybraných siedmych drevostavbách, ktoré sa nachádzali v nízkom a strednom radónovom riziku. V interiéroch objektov boli vystavené expozícii radónové detektory pre dlhodobé meranie Radosys RSKS (CR-39).

Výsledky boli vyhodnotené na základe zosnímania čipov detektorov Radosys RSKS digitálnym mikroskopom Keyence VHX 7000 a následným vyhodnotením pomocou programového prostredia MATLAB. Do dvoch objektov bol umiestený aj kontinuálny snímač Corentium PRO, vďaka ktorému bolo možné zaznamenať, ako sa mení objemová aktivita radónu počas dňa a noci, taktiež počas jednotlivých dní a počas toho, keď bol objekt úplne uzatvorený a keď sa používal.

Skenovacia elektrónová mikroskopia pomocou SEM Tescan Vega umožnila analyzovať veľkosť a tvar stôp, ktoré zanechávajú α-častice na čipe detektora Radosys RSKS. Morfológia stôp je limitujúca pri tvorbe programu na spracovanie obrazu (zosnímaných čipov detektorov) v programovom prostredí MATLAB.

2. Experimentálna časť

2.1 Metodika umiestnenia detektorov

Radónové stopové detektory boli umiestnené v oblasti Liptova a Zvolena vo viacerých drevostavbách, pričom niektoré z nich sú trvalo obývané, iné sú vo výstavbe. Lokalita Liptova bola špecificky zvolená, jednak z dôvodu turistickej atraktivity regiónu, a druhým dôvodom bol náš predchádzajúci výskum daných objektov z hľadiska kvality povrchových úprav, ktoré boli v prevažnej miere zhotovené firmou Arborea, s.r.o., Liptovský Mikuláš. Filozofiou spoločnosti Arborea je využívanie dreva ako konštrukčného a „kompozičného“ materiálu s vysokou ekologickou hodnotou, nadväzujúc na princípy ekologickej architektúry, ekologickej výstavby, trvalo udržateľného života a environmentálnej kompatibility, nevynímajúc nespochybniteľný historicko-kultúrny význam dreva ako stavebného materiálu regiónu Liptova.

Keďže z teoretických poznatkov vieme, že práve nízka a stredná radónová aktivita často bývajú podceňované pri výbere protiradónových opatrení pri výstavbe, rozhodli sme sa vybrať objekty práve v takýchto lokalitách. Objekty v okolí Zvolena sme vybrali na základe nízkeho a stredného radónového rizika v týchto polohách. Objektov, v ktorých boli umiestnené detektory bolo celkom sedem, z toho päť v oblasti Liptova a dva v oblasti Zvolena. Pre správne určenie radónového rizika bolo potrebné zistiť presnú polohu objektov a zaznamenať dátum a čas začiatku expozície a konca expozície detektorov. Lokality umiestnenia spolu s presnými súradnicami a ostatnými potrebnými údajmi boli zaznamenané do tabuľky (Tab. 1). Aby boli merania čo najpresnejšie, detektory bolo potrebné vystaviť minimálne na dobu dvoch mesiacov v interiéri drevostavby. Detektory boli umiestnené do miestností, kde ľudia trávia najviac času (spálňa, kuchyňa, resp. obývacia miestnosť). Pri jednotlivých stavbách sme hodnotili ich orientáciu voči svetovým stranám, polohu z hľadiska radónového rizika, podpivničenie, typ základov a iné. Detektory boli umiestnené podľa pokynov výrobcu a to nasledovne:

  • V mieste, kde nedochádza k priamemu prúdeniu vzduchu;
  • mimo zdroja vykurovania;
  • tak, aby s detektorom nebolo potrebné počas doby expozície manipulovať.

Po ukončení vystavenia sme detektory odobrali do plastových uzatvárateľných vreciek. Pre výskum bolo dôležité zaznamenať dátum a čas začiatku aj ukončenia vystavenia detektora.

2.2 Popis stopových detektorov RADOSYS, metodika snímania a výpočet priemernej OAR

Pre účely analýzy objemovej aktivity radónu (OAR) boli použité klasické stopové detektory, typ RSKS od firmy Radosys.

Radónový detektor Radosys RSKS funguje na konvenčnom princípe stôp v pevnej fáze (solid state nuclear track detector SSNTD) a je zložený z dvoch častí, z difúznej komory (uzáver a tuba) a PADC čipu vo vnútri. Čip je vyrobený z materiálu Polyalyl diglykol karbonát (PADC, obchodný názov CR-39) a je citlivý na alfa častice pochádzajúce z rádionuklidov premenového radu radónu. Difúzna komora má za úlohu chrániť tento čip pred vonkajšími vplyvmi. Vďaka nej k výsledkom merania prispievajú iba tie alfa častice, ktoré vznikajú vo vnútri komory.

Difúzna komora pozostáva z tuby a uzáveru, medzi ktorými sa nachádza medzera o veľkosti približne 10 μm. Radón vniká dovnútra práve cez túto medzeru, pričom dĺžka dráhy v medzere je dlhšia ako jej samotná šírka, vďaka čomu dochádza k prenikaniu častíc do vnútra difúznej komory. Celý princíp vychádza z toho, že radón je neutrálny plyn, ktorý sa nezúčastňuje žiadnej chemickej reakcie ani povrchovo-fyzikálnej interakcie a jeho pohyb je poháňaný len difúznym procesom. Veľkosť atómu radónu je približne 10−4 μm. Na samotnom detektore PADC sa nachádza okrem čistej plochy, ktorá slúži na vyhodnotenie stôp, niekoľko ďalších prvkov, ktoré sú popísané na obr. 2.

Obr. 1 Vnútorná konštrukcia a komponenty radónového detektora typu RSKS
Obr. 1 Vnútorná konštrukcia a komponenty radónového detektora typu RSKS
Obr. 2 Rozloženie objektov na čipe radónového detektora typu RSKS
Obr. 2 Rozloženie objektov na čipe radónového detektora typu RSKS

Detektor je od výroby uložený v špeciálnom obale odolnom voči prenikaniu radónu, aby nedošlo k ovplyvneniu merania. Detektor je v tomto obale prinesený na miesto merania a po otvorení obalu umiestnený na meracie miesto.

Po exponovaní boli detektory vybraté z difúznej komôrky, zafixované v rámiku s kapacitou 12 detektorov a chemicky leptané v roztoku NaOH 6,25M s teplotou 90 °C po dobu 4,5 hodín v špeciálnom zariadení so zabezpečeným termostatickým ohrevom, miešaním a časovačom. Po chemickom leptaní sú detektory opláchnuté v destilovanej vode a vysušené.

Digitálne snímky detektorov RSKS vznikli pomocou digitálneho mikroskopu KEYENCE VHX 7000. Pre snímkovanie bolo použité optické zväčšenie 200× a štandardné rozlíšenie digitálnej kamery, plne koaxiálne osvetlenie bez spodného podsvietenia. Snímky vznikali pomocou funkcie digitálneho spájania 2D obrazu z jednotlivých snímok rovnomerne rozmiestnených po celej ploche snímaného obrazu s prekrývaním okrajov. Ako začiatočný bod snímkovania bol označený ľavý horný roh detektora a rozsah snímkovania bol zvolený na rozmer 11 × 11 mm. V základom zobrazení bola pre snímky zvolená mierka s označením vzdialenosti 1 mm, pre vyhodnotenie plošnej hustoty stôp bola použitá kalibrovaná štvorcová mriežka s veľkosťou štvorca 1 × 1 mm. Snímka detektora so štvorcovou mriežkou a zväčšenou vybranou plochou štvorca 1 mm2 je zobrazená na obrázku 3.

Obr. 3 Snímka detektora so štvorcovou mriežkou a zväčšenou plochou štvorca 1 mm²
Obr. 3 Snímka detektora so štvorcovou mriežkou a zväčšenou plochou štvorca 1 mm2

Priemernú objemovú aktivitu radónu v analyzovanom priestore vypočítame podľa vzťahu:

vzorec 1
 

kde je

a(222Rn)
objemová aktivita radónu v jednotkách Bq.m−3
D
plošná hustota stôp v jednotkách
D0
pozaďová plošná hustota stôp v jednotkách
CF
kalibračný faktor v jednotkách
Δt
doba expozície detektora v hodinách
 

Dobu expozície detektora (vyjadrenú v hodinách) vypočítame podľa dátumu umiestnenia detektora v meranom priestore a dátumu ukončenia merania. Pre výpočet objemovej aktivity radónu potrebujeme kalibračný faktor a pozaďovú plošnú hustotu stôp. Pozaďová plošná hustota stôp D0 je údaj o tom, koľko stôp by sme mali na detektore, ktorý by nebol vôbec exponovaný v prostredí s radónom, teda keby sme ho vyleptali a vyhodnotili rovno po vybalení z ochranného obalu. Tieto stopy nevyhnutne vznikajú počas výrobného procesu detektora. Typická hodnota pre náš typ detektora je 0,3 stopy na mm2. Kalibračný faktor definuje koľko stôp na mm2 plochy detektora zodpovedá expozícii v prostredí s objemovou aktivitou radónu 1 Bq.m−3 po dobu jednej hodiny. Tento údaj sa získava kalibračným meraním s detektormi exponovanými v špeciálnej radónovej komore so známou objemovou aktivitou radónu. Kalibračný faktor sa môže pre jednotlivé výrobné série detektorov mierne líšiť, typická hodnota je 5×104.

Pre výslednú hodnotu objemovej aktivity radónu vypočítame kombinovanú štandardnú neistotu podľa zákona šírenia neistôt zo známych neistôt vstupných údajov výpočtu. Hlavné zložky tejto neistoty sú neistota kalibračného faktora (cca 10 %) a neistota plošnej hustoty stôp (závisí od početnosti stôp, riadi sa Poissonovým rozdelením). Výsledná hodnota sa uvádza s rozšírenou kombinovanou štandardnou neistotou s koeficientom rozšírenia k = 2.

2.3 Metodika prípravy detektorov pre SEM

Pre pozorovanie čipov detektorov pod skenovacím elektrónovým mikroskopom (SEM) sme ich najskôr museli vhodne pripraviť. Pre SEM pripravujeme vzorky tak aby (Mamoňová 2018):

  • Neobsahovali vodu;
  • boli stabilné pod zväzkom elektrónov;
  • boli elektricky vodivé, aby sa nenabíjali záporne nabitými elektrónmi;
  • na povrchu neboli prítomné cudzorodé častice a nečistoty.

Podľa toho, aká je charakteristika objektu pozorovania a požiadavka, aby výsledky snímky preukázali požadovanú informáciu môžu byť prípravy preparátov rôzne. Počas vyhodnocovania plastových PADC detektorov bolo potrebné vykonať nasledujúce:

  • Odobrať vzorky a odstrániť povrchové nečistoty;
  • fixácia RADOSYS (PADC) detektora s rozmermi 10×10 mm pomocou obojstranne adhezívnej uhlíkovej podložky Gröpel s priemerom 12 mm na alumíniové terčíky;
  • kontrola čistoty preparátu pod stereomikroskopom; prípadné odstránenie nečistôt prepláchnuté etylalkoholom abs. 99,8 %
  • pre lepšiu elektrickú vodivosť boli preparáty v argónovej atmosfére pozlátené v zariadení Sputter Coater K650X (Quorum Technologies, Ashford, UK).

Mikroskopická analýza SEM

Pre tvorbu obrazu sme používali detektor sekundárnych elektrónov (SE). Pozorovanie stôp po dopade nízkoprenikavých alfa častíc ionizujúceho žiarenia sa uskutočnilo skenovacím elektrónovým mikroskopom Tescan VEGA (Tescan, Brno, Czech Republic) vo vysokom vákuu a urýchľovacom napätí 30 kV.

Obr. 4a Preparáty pre SEM analýzy: fixované pozlátené čipy detektorov
Obr. 4b Preparáty pre SEM analýzy: mikroskopické pozorovanie alfa častíc pomocou SEM Tescan Vega

Obr. 4 Preparáty pre SEM analýzy: fixované pozlátené čipy detektorov (vľavo); mikroskopické pozorovanie alfa častíc pomocou SEM Tescan Vega (vpravo)

3. Popis objektov

Objekt č. 1

Obr. 5A Situačný pohľad na drevostavbu – Liptovský Trnovec
Obr. 5A Situačný pohľad na drevostavbu – Liptovský Trnovec

Drevodom sa nachádza v Liptovskom Trnovci pri hlavnej ceste. Tento objekt je zrubovej konštrukcie, základom je vyvýšená železobetónová platňa, ktorá je v rôznej výške nad úrovňou terénu. Základ bol vybudovaný na novo pri rekonštrukcií pred približne ôsmimi rokmi (v čase merania). Aktuálne je zrubový dom v procese výstavby a nie je obývaný. Detektory boli umiestnené v obývacej miestnosti na prízemí, na keramických kachliach vo výške 1,3 m. Počas doby experimentu nebolo vykurovacie teleso využívané. Miestnosť je orientovaná na južnú stranu. V tejto miestnosti sú celkovo štyri okná, dve na južnej a dve na západnej strane. Na obr. 5C môžeme vidieť, že objekt sa nachádza v oblasti stredného radónového rizika. Údaje o vystavení detektorov sú uvedené v Tab. 1.

Obr. 5 Drevostavba č. 1, B – Umiestnenie detektorov v priestoroch 1. poschodia – obývacia miestnosť; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – stredné
Obr. 5 Drevostavba č. 1, B – Umiestnenie detektorov v priestoroch 1. poschodia – obývacia miestnosť; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – stredné

Objekt č. 2

Obr. 6A Situačný pohľad na drevostavbu – Liptovský Ján
Obr. 6A Situačný pohľad na drevostavbu – Liptovský Ján

Druhý drevodom je situovaný v obci Liptovský Ján v prírode, v okolí nie je žiaden hlavný cestný ťah. Objekt je taktiež zrubovej konštrukcie. Keďže stavba bude v budúcnosti slúžiť ako rekreačný priestor, obvodové steny sú jednoplášťové, s hrúbkou 250 mm. Na rozdiel od objektu č. 1, tento zrubový dom je osadený na základových pätkách. Stavba bola (v čase merania) v procese výstavby. Na obr. 6B možno vidieť umiestnenie detektorov. Približne v strede miestnosti vo výške 2,5 m na mešternici. Táto miestnosť má okná na južnej strane a steny sú tvorené z jednoplášťovej zrubovej konštrukcie, ako materiál bola použitá borovica limba. V tabuľke 1 sa nachádzajú základné údaje o vystavení.

Obr. 6 Drevostavba č. 2, B – Umiestnenie detektorov v relaxačných priestoroch; C – Detail umiestnenia detektorov na mešternici; D – poloha objektu na mape radónového rizika – stredné
Obr. 6 Drevostavba č. 2, B – Umiestnenie detektorov v relaxačných priestoroch; C – Detail umiestnenia detektorov na mešternici; D – poloha objektu na mape radónového rizika – stredné

Objekt č. 3

Obr. 7A Situačný pohľad na drevostavbu – Vyšné Malatíny
Obr. 7A Situačný pohľad na drevostavbu – Vyšné Malatíny

Ďalší z objektov sa nachádza vo Vyšných Malatinách. Na rozdiel od predchádzajúcich zrubov, tento je obývaný. Stavba nemá podpivničenie a je postavená na betónovej platni. Nachádza sa niekoľko metrov od hlavnej cesty v obklopení susedných domov. Detektory boli umiestnené v obývacej miestnosti na mešternicu, aby sa predišlo ďalšej manipulácií so vzorkami. V miestnosti sa nachádzajú štyri okná, dve na južnej a dve na západnej strane. V tabuľke 1 sa nachádzajú základné údaje o vystavení.

>Obr. 7 Drevostavba č. 3, B – Umiestnenie detektorov na mešternici v obývacej miestnosti; C – Detail umiestnenia detektorov; D – poloha objektu na mape radónového rizika – stredné
>Obr. 7 Drevostavba č. 3, B – Umiestnenie detektorov na mešternici v obývacej miestnosti; C – Detail umiestnenia detektorov; D – poloha objektu na mape radónového rizika – stredné

Objekt č. 4

Obr. 8A Situačný pohľad na drevostavbu – Nižná Boca
Obr. 8A Situačný pohľad na drevostavbu – Nižná Boca

Ďalší z objektov sa nachádza v obci Nižná Boca. Objekt je situovaný v tichom prostredí, nie priamo pri hlavnom ťahu. Drevostavba je postavená na základových pásoch. Detektory boli umiestnené na stupnici schodov medzi prízemím a prvým poschodím. Drevostavba bola (v čase merania) vo výstavbe.

Obr. 8 Drevostavba č. 4, B – Umiestnenie detektorov na schodisku; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – stredné
Obr. 8 Drevostavba č. 4, B – Umiestnenie detektorov na schodisku; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – stredné

Objekt č. 5

Obr. 9A Situačný pohľad na drevostavbu – Liptovská Kokava
Obr. 9A Situačný pohľad na drevostavbu – Liptovská Kokava

Posledný z objektov v oblasti Liptova sa nachádza v obci Liptovská Kokava. Vzorky boli umiestnené na mešternicu, ktorá prechádza stredom miestnosti. Jedná sa o rekreačnú chatu, ktorá nie je celoročne obývaná. Drevostavba disponuje suterénom, detektory sa nachádzajú na prvom nadzemnom podlaží. V tejto drevostavbe bol okrem radónových detektorov CR-39 vystavený aj radónový snímač Corentium PRO, ktorý slúži na kontinuálne meranie koncentrácie radónu.

Obr. 9 Drevostavba č. 5, B – Umiestnenie detektorov na mešternici v obývacej miestnosti; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – stredné
Obr. 9 Drevostavba č. 5, B – Umiestnenie detektorov na mešternici v obývacej miestnosti; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – stredné

Objekt č. 6

Obr. 10A Situačný pohľad na prototypový výskumný objekt – Katedry drevených stavieb, DF TU Zvolen
Obr. 10A Situačný pohľad na prototypový výskumný objekt – Katedry drevených stavieb, DF TU Zvolen

Detektor radónu sme umiestnili aj v prototypovom výskumnom objekte KDS vedľa Technickej univerzity vo Zvolene. Táto drevostavba je postavená na pätkách. Rovnako ako v objekte č. 5, aj tu bol umiestnený snímač radónu Corentium PRO. Pri objekte sa nachádza parkovisko a keďže sa nachádza v prostredí univerzity, okolité prostredie je rušné.

Obr. 10 Drevostavba č. 6, B – Umiestnenie detektorov v rohu miestnosti; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – nízke
Obr. 10 Drevostavba č. 6, B – Umiestnenie detektorov v rohu miestnosti; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – nízke

Objekt č. 7

Obr. 11A Situačný pohľad na drevostavbu – Pliešovce
Obr. 11A Situačný pohľad na drevostavbu – Pliešovce

Posledná dvojica detektorov bola vystavená v obci Pliešovce, neďaleko Zvolena. Objekt je postavený na betónovej základovej doske, má dve nadzemné podlažia a nie je podpivničený. Rodinný dom je obývaný.

Obr. 11 Drevostavba č. 7, B – Umiestnenie detektorov v rohu – obývacia miestnosť, prvé poschodie; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – stredné
Obr. 11 Drevostavba č. 7, B – Umiestnenie detektorov v rohu – obývacia miestnosť, prvé poschodie; C – Detail umiestnenia detektorov; D – Poloha objektu na mape radónového rizika – stredné

4. Výsledky

Výsledky analýzy objemovej aktivity radónu (OAR) pre vybrané objekty drevostavieb sú uvedené v tabuľke č. 1. Pre každý objekt boli vykonané dve analýzy s použitím stopových detektorov radónu, vždy jedna analýza za kratší časový interval vo vykurovacej sezóne a druhá analýza za dlhší časový interval viac ako jeden rok, ktorý pokrýva všetky režimy využívania stavby v priebehu roka. Navyše v dvoch objektoch, číslo 5 a 6, bolo realizované aj meranie s použitím elektronického kontinuálneho radónového monitora Corentium PRO od nórskeho výrobcu Airthings. Výsledky sú pre všetky merania uvádzané s kombinovanou štandardnou neistotou s koeficientom rozšírenia k = 2.

Tab. 1 Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektov drevostavieb
ObjektLokalitaOznačenie detektorovExpozícia detektora
[dni]		Objemová aktivita radónu
[Bq.m−3]		 Kombinovaná
štandardná neistota (k = 2)
1Liptovský TrnovecDW 16087539±11
DW 161640633±8
2Liptovský JánDW 18787515±4
DW 162340617±4
3Vyšné MalatínyDW 16297575±22
DW 162540684±18
4Nižná BocaDW 18856335±10
DW 1883––±–
5Liptovská KokavaDW 18927227±8
DW 189140034±8
Corentium PRO4410±5
6ZvolenDW 18887821±6
DW 18894068±3
Corentium PRO286±5
7PliešovceDW 15417065±19
DW 154039523±6

Z výsledkov je zrejmé, že objemové aktivity radónu v hodnotených drevostavbách sú nízke. Vo viacerých prípadoch merania možno povedať, že namerané hodnoty boli na úrovni, alebo pod úrovňou minimálnej merateľnej aktivity, najmä v prípade krátkodobých meraní. Pri trojmesačnej expozícii je uvádzaná minimálna detekovateľná aktivita 11 Bq.m−3.

Zákonom č. 87/2018 Z. z. o radiačnej ochrane bola v § 123 ods. 6 a § 130 ods. 2 ustanovená referenčná úroveň pre objemovú aktivitu radónu na pracovisku 300 Bq.m−3 za kalendárny rok a referenčná úroveň pre objemovú aktivitu radónu v pobytových priestoroch rovnako 300 Bq.m−3 za kalendárny rok. Možno konštatovať, že v žiadnom z hodnotených objektov nebola táto úroveň prekročená a objekty túto požiadavku spĺňajú s veľkou rezervou.

Z hľadiska jednotlivých objektov je zaujímavé porovnanie výsledkov krátkodobého (3 mesiace) a dlhodobého (1 rok) merania. V grafickej forme toto porovnanie uvádzame v grafe na obrázku č. 12. S výnimkou objektu č. 7 je vo všetkých objektoch dobrá zhoda vo výsledkoch krátkodobého aj dlhodobého merania. Výsledky elektronického kontinuálneho monitora Corentium PRO v oboch meraných objektoch vykazujú nižšie hodnoty ako výsledky zo stopových detektorov. Tento rozdiel môže byť spôsobený kratšou dobou expozície, kedy Corentium PRO bolo exponované len 28, resp. 44 dní a nedá sa vylúčiť, že v tomto kratšom časovom intervale mohla byť z rôznych príčin objektívne nižšia hodnota OAR v meranom objekte. Aj v prípade výsledkov získaných elektronickým kontinuálnym radónovým monitorom sa pohybujeme v blízkosti hodnoty minimálnej merateľnej aktivity.

Obr. 12 Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektov – porovnanie výsledkov pre jednotlivé objekty
Obr. 12 Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektov – porovnanie výsledkov pre jednotlivé objekty

V prípade Corentium PRO máme okrem výsledku priemernej objemovej aktivity radónu za merané obdobie k dispozícii aj časový záznam merania s hodinovými údajmi meraných veličín. Ako doplnkové veličiny sa merajú teplota, relatívna vlhkosť a tlak vzduchu. Na základe týchto doplnkových údajov sa dajú vyhodnotiť výkyvy v meraných hodnotách a ich pravdepodobné príčiny. Na grafe na obrázku 13 je zobrazený časový priebeh hodinových údajov OAR a doplnkových veličín v objekte č. 5. Z priebehu grafu je zrejmá súvislosť medzi teplotou v interiéri a OAR. Môžeme identifikovať dva časové intervaly, kedy v priebehu týždňa bol postupný a plynulý pokles teploty v interiéri a s ním súvisiaci nárast objemovej aktivity radónu. Najpravdepodobnejšie vysvetlenie je, že v priebehu týždňa nebol objekt využívaný a nedochádzalo ani k výraznejšiemu vetraniu (nie je prítomný denno-nočný výkyv teplôt), čo viedlo k postupnému hromadeniu radónu. S opätovným začiatkom využívanie objektu počas víkendu súvisí vykurovanie (nárast teploty) a vetranie sprevádzané poklesom objemovej aktivity radónu. Veľmi zaujímavý jav je možné sledovať v termíne 2. apríl, kedy bol zaznamenaný nárast relatívnej vlhkosti, pokles teploty a nárast objemovej aktivity radónu.

Obr. 13a Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektu 5 kontinuálnym radónovým monitorom Corentium PRO
Obr. 13b Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektu 5 kontinuálnym radónovým monitorom Corentium PRO
Obr. 13 Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektu 5 kontinuálnym radónovým monitorom Corentium PRO

Na grafe na obrázku 14 je zobrazený časový priebeh hodinových údajov OAR a doplnkových veličín v objekte č. 6. Z priebehu nameraných hodnôt je zrejmé, že v celom intervale merania boli v objekte stabilné podmienky a veľmi nízka hodnota objemovej aktivity radónu.

Obr. 14a Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektu 6 kontinuálnym radónovým monitorom Corentium PRO
Obr. 14b Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektu 6 kontinuálnym radónovým monitorom Corentium PRO
Obr. 14 Výsledky stanovenia objemovej aktivity radónu v interiéri objektu 6 kontinuálnym radónovým monitorom Corentium PRO

Vyhodnotenie stôp pomocou SEM

Pomocou SEM boli analyzované tvary a veľkosti stôp pri zväčšení 2000× (obr. 15). Častice radónu môžu na detektor PADC dopadnúť pod rôznym uhlom. Podľa toho závisí aj výsledný tvar stopy. Charakteristická stopa je okrúhla, kedy častica dopadá kolmo na detektor. Čím je uhol dopadu častice menší, tým viac sa tvar mení, a stopa je elipticky natiahnutá. Okrem detektorov umiestnených v zrubových objektoch sme taktiež pozorovali detektor, ktorý bol umiestnený počas jedného mesiaca v radónovej komore v exikátore.

Obr. 15 Radónové stopy, zväčšenie 2000×; A – výskyt stôp v skupine
Obr. 15 Radónové stopy, zväčšenie 2000×; B – výskyt stôp jednotlivo

Obr. 15 Radónové stopy, zväčšenie 2000×; C – stopy rôznych tvarov
Obr. 15 Radónové stopy, zväčšenie 2000×; D – stopy rôznych tvarov a ich charakteristické rozmery (5 – 10 μm)

Obr. 15 Radónové stopy, zväčšenie 2000×; E – okrúhla stopa po dopade α-častice kolmo na detektor
Obr. 15 Radónové stopy, zväčšenie 2000×; F – detail stopy a jej rozmer

Obr. 15 Radónové stopy, zväčšenie 2000×; A – výskyt stôp v skupine; B – výskyt stôp jednotlivo; C, D – stopy rôznych tvarov a ich charakteristické rozmery (5 – 10 μm); E – okrúhla stopa po dopade α-častice kolmo na detektor; F – detail stopy a jej rozmer

Na preparátoch sme detegovali rôznorodosť stôp a taktiež ich rozmery. Aj keď pri vyhodnotení objemovej aktivity radónu nezáleží na veľkosti a tvare stôp, je dôležité tieto údaje poznať pri vytváraní programov, ktoré hodnotia celkový počet stôp na hodnotenej ploche čipu detektora.

5. Záver

Prírodná rádioaktivita je neoddeliteľnou súčasťou životného prostredia. Aj v súčasnosti má však prírodné rádioaktívne žiarenie a hlavne rádioaktívny radón rozhodujúci podiel na celkovom ožiarení ľudí. Za samostatnú zmienku stojí výskyt radónu (222Rn) v horninách a pôdach a to hlavne z dôvodu, že radón s jeho dcérskymi produktmi premeny spôsobuje približne polovicu radiačnej záťaže obyvateľstva (Mikoláško et al., 2017).

Vyhodnotenie objemovej aktivity radónu v drevostavbách pomocou detektoru od firmy Radosys typu CR-39 je zaznamenané v tab. 1. Takmer všetky objekty sa podľa mapy radónového rizika nachádzali v oblasti stredného radónového rizika. Do oblasti nízkeho rizika bol zaradený jedine objekt vo Zvolene. Všetky stavby sú pomerne nové, preto aj ich ochrana proti radónu by nemala byť poškodená vplyvom časovej degradácie. Na Slovensku je podľa zákona 87/2018 Z. z. požadovaná hodnota OAR do 300 Bq.m−3. Podľa organizácie WHO sa za odporúčanú referenčnú úroveň radónovej aktivity považuje hodnota do 100 Bq.m−3. Testované objekty drevostavieb vyhovujú ako zákonu 87/2018 Z. z., tak odporúčaniam svetovej organizácie WHO.

Najmenej stôp po α-častici sme zaznamenali v objekte v Liptovskom Jáne (15 stôp) a v prototypovom výskumnom objekte KDS vo Zvolene (21 stôp). Túto skutočnosť môžeme pripísať tomu, že obidve drevostavby sú postavené na základových pätkách a nie sú v priamom kontakte so zemou. Najvyšší počet stôp sme zaznamenali v objekte vo Vyšných Malatinách (144 stôp). Objemová aktivita radónu v tomto objekte je aj tak dostatočne nízka, aby vyhovela požiadavkám (75 Bq.m−3).

Kontinuálnym snímačom boli overené hodnoty OAR v dvoch objektoch, a to v Liptovskej Kokave a vo Zvolene. Namerané hodnoty preukázali nízku objemovú aktivitu v obidvoch prípadoch. V zrubovom dome v Liptovskej Kokave sme zaznamenali, že s klesajúcim atmosférickým tlakom stúpa OAR. Môžeme si ale všimnúť, že pokiaľ hovoríme o drevostavbe umiestnenej vo Zvolene, OAR sa s atmosférickým tlakom mení rôzne. Výsledok pripisujeme tomu, že stavba je postavená na základových pätkách, a vďaka vzduchovej medzere medzi zemským povrchom a samotným objektom sa radón dostáva do interiéru vo veľmi malých množstvách, nezávisle od okolitých podmienok. Počas jednotlivých hodín boli zaznamenané iba malé hodnoty OAR, preto by bolo bezvýznamné hodnotiť rozdiely medzi dňom a nocou.

V objekte v Liptovskej Kokave sme namerané hodinové údaje rozdelili na deň (7–21 hod) a noc (22–6 hod). Dospeli sme k záveru, že počas noci je OAR vyššia ako počas dňa. Taktiež sme si všimli priebeh hodnôt aktivity počas jednotlivých dní a zistili sme, že OAR je vyššia v skorých ranných hodinách (cca 2.–6. hodina ráno), následne klesá a opätovne narastá približne o 21. hodine. Keďže drevostavba slúži ako rekreačná chata, zaujímalo nás, či sa významne menia hodnoty OAR, keď je objekt uzavretý a počas toho, keď je objekt obývaný. OAR bola vyššia, keď sa v objekte nenachádzali ľudia, a teda keď nedochádzalo k vetraniu a stavba zostala uzatvorená. Je potrebné podotknúť, že rozdiely neboli príliš veľké, čo môžeme pripísať celkovej nízkej objemovej aktivite v objekte.

Ak porovnáme namerané hodnoty pomocou kontinuálneho snímača Corentium PRO s detektormi Radosys RSKS (CR-39) zistíme, že objemová aktivita sa líši. Zatiaľ čo kontinuálny snímač vyhodnotil OAR = 5,8 Bq.m−3 vo Zvolene a 9,8 Bq.m−3 v Liptovskej Kokave, detektormi CR-39 sme namerali OAR = 21 Bq.m−3 pre objekt vo Zvolene a 27 Bq.m−3 pre objekt v Liptovskej Kokave. Nepresnosti pri meraniach môžu mať rôzne vysvetlenia ako napríklad fakt, že objekty sú postavené na území, kde je celkovo nízky obsah radónu. Táto skutočnosť bola potvrdená kontinuálnym snímačom. Pri vystavení detektorov počas doby menej ako 6 mesiacov musíme rátať s odchýlkou, pretože tieto detektory majú výrobcom stanovenú minimálnu radónovú aktivitu, ktorú sú schopné zachytiť. Minimálna odporúčaná detegovaná aktivita pre detektory Radosys RSKS (CR-39) je výrobcom stanovená na 11 Bq.m−3 pri trojmesačnej expozícií. Obidva z objektov majú OAR nižšiu, preto musíme zohľadniť nepresnosť merania. Ak tak urobíme, výsledky detektorov môžeme považovať za porovnateľné.

Na základe vyššie uvedených skutočností môžeme konštatovať, že v posudzovaných objektoch nie je potrebné vykonávať žiadne nápravné protiradónové opatrenia. Objekty sú dostatočne chránené. Ani pri tak nízkych výsledkoch OAR však netreba podceňovať situáciu a overiť výsledky meraní opäť po niekoľkých rokoch.

Detektory Radosys RSKS (CR-39) sme skúmali aj skenovacím elektrónovým mikroskopom Tescan Vega. Zatiaľ čo pri pozorovaní digitálnym mikroskopom sme stopy videli ako kruhy s prázdnym dnom, ktoré nemajú žiadnu hĺbku, skenovací elektrónový mikroskop rozšíril naše poznatky o skutočné tvary a veľkosti stôp. Pri veľkých zväčšeniach sme zistili, že stopy po radóne majú rôznu hĺbku. Môžeme ich rozdeliť na plytké, ktoré sa nám javia ako šedé, nevýrazné kruhy, a hlboké, teda čierne s bielym okrajom. Ak hovoríme o tvare a veľkosti stôp, tie sú závislé od uhla dopadu častice na detektor. Vo väčšine prípadov sa stretávame s kruhovými stopami, kedy častica dopadá kolmo na detektor. Ak dopadá pod iným uhlom, mení sa aj tvar stopy na elipsu. Veľkosť zosnímaných stôp sa pohybuje v rozmedzí 5 – 15 µm.

Jedným z vplývajúcich faktorov na meranie za pomoci SEM je čistota preparátu. Ak sa stane, že sa stopa po α-častici vyplní nečistotou, môže sa stať, že ju nedokážeme rozoznať. Nečistoty pôsobia nepriaznivo rovnako pri vyhodnocovaní snímok vyhotovených na digitálnom mikroskope. Na odstránenie nečistôt, ktoré by mohli negatívne ovplyvniť výsledky výskumu sme vytvorili program v prostredí MATLAB, ktorý dokáže segmentovať obraz, vyhľadať iba kruhové objekty a následne vyhodnotiť ich počet.

Poďakovanie

Táto vedecká práca bola podporovaná Kultúrno a edukačnou grantovou agentúrou MŠVVaM Slovenskej republiky formou projektu KEGA 011TU Z-4/2024, za čo autorka vyjadruje poďakovanie. Autorka ďalej vyjadruje poďakovanie Ing. Ľubici Luhovej za precíznu asistenciu pri výskumných prácach, ako aj Ing. Miroslavovi Bubniakovi, konateľovi firmy Arborea eng s.r.o. Liptovský Mikuláš, za jeho cenné materiálové zázemie.

6. Literatúra

  1. Burian, I. et al., 2000. Principy a praxe radiační ochrany. Praha: Azin CZ, 2000. s. 608. ISBN 80-238-3703-6
  2. Cabáneková H., Nikodemová D. 2013. Usmerňovanie ožiarenia obyvateľstva radónom v pobytových priestoroch. ISBN 978-80-89384-05-1, EAN 9788089384051. 29 s.
  3. Darby S, Hill D, Deo H, et al., 2006 Residential radon and lung cancer—detailed results of a collaborative analysis of individual data on 7148 persons with lung cancer and 14 208 persons without lung cancer from 13 epidemiologic studies in Europe. Scand J Work Environ Health 32. https://www.sjweh.fi/article/982
  4. Gluch, A. et al. 2009. Prehľadné mapy prírodnej rádioaktivity. Dostupné na internete: https://apl.geology.sk/radio/
  5. Jiránek, M., Neznal, M., Neznal, M. 2008. Mitigation of ineffective mea sures against radon. Radiat Prot Dosimetry 130(1):68–71. 7. https://doi.org/10.1093/rpd/ncn120
  6. International Atomic Energy Agency, 2015. Protection of the public against exposure indoors due to radon and other natural sources of radiation. Vienna
  7. Jiránek, M. 2014. Sub-slab depressurisation systems used in the Czech Republic and verification of their efficiency. Radiat Prot Dosimetry 162(1–2):63–67. https://doi.org/10.1093/rpd/ncu219
  8. Jiránek, M., Kačmaříková, V., Svoboda, Z. 2024. The influence of radon penetration through joints on the overall radon barrier properties of waterproof membranes. J Build Eng 96:110604. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.110604
  9. Kelly-Reif K, Bertke S, Rage E, et al., 2023. Radon and lung cancer in the pooled uranium miners analysis (PUMA): highly-exposed early miners and all miners. Occup Environ Med 80(7):385–391.
    https://doi.org/10.1136/oemed-2022-108532
  10. Kouroukla, E., Gooding, TD, Fonseca, HS, 2024. Analysis of radon miti gation methods: 10-year review. J Radiol Prot 44(3):031503. https://doi.org/10.1088/1361-6498/ad58e8
  11. L’Annuziata, M. F. 2020. Handbook of Radioactivity Analysis. Vol. Radiation Physics and Detectors. Academic Press. s. 1075. ISBN: 978-0-12-814397-1.
  12. Mamoňová, M., 2018. Elektrónová mikroskopia a štúdium drevných štruktúr. 1. vyd. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2018. 94 p. ISBN 978-80-228-3150-5.
  13. McLaughin R., 2007. Dostupné na internete: http://www.mclaughlincentre.ca/research/map_radon/Index.htm
  14. Mikoláško, A., Kizeková, M., Košická, P., 2017. Radón a jeho dopad na verejné zdravie, 2017. In: Zborník zo VII.  medzinárodnej vedeckej konferencie, Bratislava. p. 164-169. ISBN 978-80-89753-16-1.
  15. Navratilova Rovenska, K., Vanek, M., Moznar, R. et al. 2025. Radon diagnostics using low-cost continuous monitors and air exchange rate measurement – a case study in a residential building. Radiat Environ Biophys (2025).
    https://doi.org/10.1007/s00411-025-01167-7
  16. RADOSYS, User Manual, 2013. Dostupné na internete:
    https://manualzz.com/doc/7321648/1-introduction-to-the-radosys-system
  17. World Health Organisation, 2009. WHO handbook on indoor radon: A public health perspective. World Health Organization, Geneva.
English Synopsis
Radon Issues in Wooden Buildings

The present study focuses on the assessment of indoor air quality in wooden buildings, with a particular emphasis on the detection of radon in selected buildings exhibiting varying levels of radon exposure risk in Slovakia. Radon 222Rn is part of the uranium decay chain and occurs naturally in the air. It enters the atmosphere mainly from soil air. Based on research, radon is considered a very serious carcinogen, which represents a serious risk factor for human health. Long-term exposure to high volume activity of radon can cause lung cancer. The study focused on the detection of radon using a Radosys RSKS (CR-39) detector in several wooden buildings in the Liptov and Zvolen regions during short-term (63 to 78 days) and long-term (395 to 406 days) exposures. In some cases, we also used a continuous Corentium PRO sensor. During decay, radon and its decay products release α-particles, which leave local damages on the detectors, based on which we can evaluate the volume activity of radon in objects. We analysed the tracks of α-particles using a scanning electron microscope and a digital microscope.

 
 

Reklama