Вестник КРАУНЦ.Физ.-мат. науки. 2021. Т. 35. №2. C. 100-109. ISSN 2079-6641

Содержание выпуска/Contents of this issue

MSC 86A10

Research Article

Investigation of the influence of buildings on the total gamma background radiation

E. Yeboah¹, P. Macdonald¹, G. A. Yakovlev²

¹Tomsk Polytechnic University, 30 Lenina ave., Tomsk, 634050, Russia
²Tomsk State University, 36 Lenina ave., Tomsk, 634050, Russia

E-mail: eugeniayeboah64@gmail.com

The influence of buildings on the total gamma background radiation was investigated. The total gamma radiation between a building made from bricks and a field, which are 100 m apart (away from the influence of other buildings), was measured using a scintillation detector. Measurements of ambient equivalent dose rate at different heights above the soil and a horizontal distance from 0.1 m – 100 m in variable steps were taken. A new approach was developed to assess the contribution of gamma background radiation from the soil and the building to the total gamma background radiation. It was obtained that the gamma background radiation contributed by buildings, greatly affects the total gamma background radiation up to a distance of 2 m, at which there was a significant decrease in the total gamma background radiation. The percentage of the building that contributes to the total gamma background radiation is noted to be between 4 – 29% of the total gamma background. This shows that most of the background radiation in the environment is contributed by the gamma background radiation in the soil. Also, the annual equivalent dose received by a person who sits near the building was 0.09 mSv, which was higher than an adult who works far away from the building (0.08 mSv). Both were however less than the global level. It also was found that the best place to install a detector for measuring gamma radiation was found to be a distance of 1.5 m away from the building.

Keywords: buildings, gamma background radiation, ambient equivalent dose rate, soil, annual equivalent dose.

DOI: 10.26117/2079-6641-2021-35-2-100-109

Original article submitted: 11.05.2021

Revision submitted: 11.06.2021

For citation. Yeboah E., Macdonald P., Yakovlev G. Investigation of the influence of buildings on the total gamma background radiation. Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2021, 35: 2, 100-109. DOI: 10.26117/2079-6641-2021-35-2-100-109

The content is published under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Yeboah E., Macdonald P., Yakovlev G., 2021

Competing interests. The authors declare that there are no conflicts of interest regarding authorship and publication.

Contribution and Responsibility. All authors contributed to this article. Authors are solely responsible for providing the final version of the article in print. The final version of the manuscript was approved by all authors.

УДК 550.35

Научная статья

Влияние зданий на суммарный гамма-фон

Ю. Йебоах¹, П. Макдоналд², Г. А. Яковлев²

¹Томский политехнический университет, 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30
²Томский государственный университет, 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 36.

E-mail: eugeniayeboah64@gmail.com

Исследовано влияние зданий на общий гамма-фон. Гамма-фон между кирпичным зданием и полем, находящимся на расстоянии 100 м друг от друга (вдали от влияния других зданий), измерялось с помощью сцинтилляционного детектора. Были проведены измерения мощности амбиентного эквивалента дозы на разной высоте над почвой и на горизонтальном расстоянии от 0,1 м до 100 м с переменным шагом от здания. Был разработан новый подход для оценки вклада от почвы и здания в общий гамма-фон. Было получено, что гамма-излучение, вносимое зданиями, сильно влияет на суммарный гамма-фон на расстоянии до 2 м, на котором наблюдалось значительное уменьшение излучения в общем. Отмечено, что процент вносимого зданием вклада в общий гамма-фон, составляет от 4 до 29%. Это показывает, что большая часть фонового излучения
в окружающей среде обеспечивается гамма-излучением почвы. Кроме того, годовая эквивалентная доза, полученная человеком, сидящим рядом со зданием, составила 0,09 мЗв, что выше, чем у взрослого, работающего далеко от здания (0,08 мЗв). Однако оба значения ниже среднемирового. Также было обнаружено, что лучшим местом для установки детектора гамма-излучения будет удаленное на 1,5 м от здания.

Ключевые слова: здания, гамма-фон, мощность амбиентного эквивалентна дозы, почва, годовая эквивалентная доза.

DOI: 10.26117/2079-6641-2021-35-2-100-109

Поступила в редакцию: 11.05.2021

В окончательном варианте: 11.06.2021

Для цитирования. Yeboah E., Macdonald P., Yakovlev G. Investigation of the influence of buildings on the total gamma background radiation // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2021. Т. 35. № 2. C. 100-109. DOI: 10.26117/2079-6641-2021-35-2-100-109

Конкурирующие интересы. Авторы заявляют, что конфликтов интересов в отношении авторства и публикации нет.

Авторский вклад и ответственность. Все авторы участвовали в написании статьи и полностью несут ответственность за предоставление окончательной версии статьи в печать.
Окончательная версия рукописи была одобрена всеми авторами.

Контент публикуется на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International
(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Йебоах Ю., Макдоналд П., Яковлев Г. А., 2021

References

  1. Ford J, Radiation, people and the environment, 2004.
  2. Shahbazi-Gahrouei Daryoush, Gholami Mehrdad, Setayandeh Samaneh, “A review on natural background radiation”, Advanced biomedical research, 2 (2013).
  3. Chamberlain Arthur C., Radioactive aerosols, 3, Cambridge University Press, 2004.
  4. Yakovlev G. A., Yakovleva V. S., “Features of seasonal dynamics of radon isotopes in surface atmosphere”, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki, 31:2 (2020), 129-138.
  5. Yakovleva V. S., Nagorskiy P. M., Yakovlev G. A., “Technology of radiation monitoring: tracersindicators of dangerous natural and technogenic phenomena”, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki, 14:3 (2016), 103-113.
  6. Sources and effects of ionizing radiation, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation UNSCEAR 2008 Report, 1, 2010.
  7. Medeiros F. HM, Yoshimura E. M., “Influence of soil and buildings on outdoor gamma dose rates in Sao Paulo, Brazil”, Health physics, 88:1 (2005), 65–70.
  8. Amrani D., Tahtat M., “Natural radioactivity in Algerian building materials”, Applied Radiation and Isotopes, 54:4 (2001), 687–689.
  9. Lebedyte M., Butkus D., Mork¯unas G., “Variations of the ambient dose equivalent rate in the ground-level air”, Journal of environmental radioactivity, 64:1 (2003), 45–57.
  10. Pashazadeh Ali Mahmoud, et al., “Annual effective dose from environmental gamma radiation in Bushehr city”, Journal of Environmental Health Science and Engineering, 12:1 (2014).
  11. Ghorbanipour Mojtaba, et al, “Health risk assessment of natural background radiation in residents of Khorramabad, Iran”, Iranian Journal of Medical Physics, 14:1 (2017), 23–28.
  12. Nowak Kamila J., Solecki Andrzej T., “Factors affecting background gamma radiation in an urban space”, Journal of Elementology, 20:3 (2015).

Йебоах Юджиния – магистрант отделения ядерного топливного цикла, Нациоанальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия.

Yeboah Euginia – Master student of the Department of Nuclear Fuel Cycle, National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia.


Макдоналд Принц – магистрант отделения ядерного топливного цикла, Нациоанальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия.

Macdonald Prince – Master student of the Department of Nuclear Fuel Cycle, National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk, Russia.


Яковлев Григорий Алексеевич – студент Томского государственного университета, г. Томск, Россия, ORCID 0000-0001-7842-5672.

Yakovlev Grigory Alekseevich — student of Tomsk State University, Tomsk, Russia, ORCID 0000-0001-7842-5672.