Carbon,

탄소는- 라돈에 있어서 매우 중요하고 고마운 존재입니다.

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활성탄소 (activated carbon) 은 숯을 가스나 약품으로 활성화 시킨

다공성 탄소이며 화학적으로 흡착제의 역할을 매우 훌륭하게 해내는 물질입니다.

규모가 크고 복잡한 장치로 개발하여,

대기오염을 측정하기도 하고, 동시에 대기오염 저감장치로도 사용합니다.  

라돈 측정- 그 두 번째 장비,

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자연의 재료를 이용하는 ACDs (Activated Charcoal

Adsorption Detectors) 입니다.  

다시 말해 활성탄 흡착기입니다.

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ACD 는 수동형 장치입니다. 활성탄 흡착기 (Charcoal Adsorber) 는 대표적인 기체 폐기물 처리 공정입니다.

라돈이 활성 탄소 (carbon) 의 활성 부위에 흡착하여, 모인 후,

이것을 샘플링하고, 흡착기를 봉인하여 라돈 붕괴의 과정을 거칩니다.

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앞서 말씀드렸다시피 대기 중 여러 화학적 오염 물질을 탄소 장치를 이용해서

저감시키는 많은 방법들과 장비들이 존재하고 쓰이고 있습니다.

같은 원리로, 라돈 측정 장비로 활용하고 있는 것이고, 장점과 단점이 극명한 방법입니다. :)

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ACDs (Activated Charcoal Adsorption Detectors)

원리

활성 탄소 (activated carbon) 을 이용하여 흡착시켜 그 양을 측정하는 분석

장점

쉽고, 빠른 결과를 얻을 수 있음 (48시간~96시간 소요)

단점

습도의 영향을 굉장히 많이 받기 때문에 다양한 습도에서 여러번 측정해야 함

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활성탄소는, 라돈의 저감에도 일정 부분 효과가 있다고 하여 여러 제품에 많이 쓰이기도 합니다.

특히 공기청정기 필터에 활성탄소가 적용된 제품도 많고, 탄소매트리스 제품도 제법 여럿 시중에서 판매되고 있습니다.

활성탄 흡착기는 가격이 저렴할 뿐만 아니라,

매우 빠른 시간에 라돈을 측정할 수 있어 매우 효율적입니다.

어떤 제품들이 나와있는지 살펴볼까요?

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현재 북미에서 판매되고 있는 활성탄소 라돈 측정 제품들과 링크입니다.

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AccuStar Radon Test Kit $31.00

https://accustarlabs.com/products/picocan400-charcoal-canister-radon-test-kit-single

Fantech Charcoal Radon Test Kit $30.00

https://shop.fantech.net/en-US/charcoal--radon--test--kit/p526405

다음은  WHO 의 라돈 핸드북에 명시되어 있는 ACDs  의 정의와 원리입니다.

ACDs are passive devices deployed for 1-7 days to measure indoor radon. The principle of detection is radon adsorption on the active sites of the activated carbon. After sampling, the detector is sealed and the radon decay products equilibrate with the collected radon. After a 3-hour waiting period, the collectors can be directly gamma counted, or analytically prepared for liquid scintillation counting techniques. In the gamma counting method, the charcoal canisters or bags contain 25-90 g of activated carbon. In the alpha counting method, 20 ml liquid scintillation vials containing 2-3 g of activated carbon are used. The canisters can be open-faced or equipped with a diffusion barrier to extend the measurement period to 7 days. Because the response of ACD devices is affected by humidity, they must be calibrated under various levels of humidity. The devices should also be calibrated over the range of exposure durations and temperatures likely to be encountered in the field. If different types of carbon are mixed, the calibration may not remain constant. Because charcoal allows continuous adsorption and desorption of radon, the method only provides a good estimate of the average radon concentration over the exposure time if changes in radon concentration are small. The use of a diffusion barrier reduces the effects of drafts and high humidity. Since radon decays with a half-life of 3.8 days, detectors must be returned for analysis as soon as possible after the exposure period. For example, some laboratories require that detectors be returned to the laboratory within 8 days. An MDC of 20 Bq/m3, calculated by methods described by Altshuler and Pasternack (1963), for a 2 to 7 day exposure period, is generally achievable.

ACD는 실내 라돈을 측정하기 위해 1~7일 동안 배치되는 수동적인 장치입니다. 감지 원리는 활성탄의 활성 부위에 라돈이 흡착되는 것입니다. 샘플링 후에는 검출기가 밀봉되고 라돈 붕괴 생성물이 수집된 라돈과 평형을 이룹니다. 3시간의 대기 기간 이후에 수집기는 직접 감마 측정이 가능하거나 액체 시틸레이션 측정 기술을 위해 분석적으로 준비될 수 있습니다. 감마 측정 방법에서는 숯 캐니스터나 가방에 2590g의 활성탄이 들어 있습니다. 알파 측정 방법에서는 23g의 활성탄이 들어 있는 20ml 액체 시틸레이션 바이알이 사용됩니다. 캐니스터는 개방면이 있을 수도 있고 7일 동안의 측정 기간을 연장하기 위해 확산 방지 장벽이 장착될 수도 있습니다. ACD 장치의 응답은 습도의 영향을 받기 때문에 다양한 습도 수준에서 보정되어야 합니다. 또한 장치는 현장에서 예상되는 노출 기간과 온도 범위에서 보정되어야 합니다. 다른 종류의 숯이 섞이면 보정이 일정하지 않을 수 있습니다. 숯은 라돈의 지속적인 흡착과 흡배를 허용하기 때문에 라돈 농도의 변화가 작을 경우에만 노출 시간 동안 평균 라돈 농도를 잘 추정합니다. 확산 방지 장벽의 사용은 공기 흐름과 고습의 영향을 줄입니다. 라돈은 반감기가 3.8일이므로 감지기는 노출 기간 이후 가능한 빨리 분석을 위해 반환되어야 합니다. 예를 들어 일부 실험실에서는 감지기를 8일 이내에 실험실로 반환해야 합니다. 27일 노출 기간에 대해 Altshuler와 Pasternack (1963)에 설명된 방법으로 계산된 20 Bq/m3의 MDC는 일반적으로 실현 가능합니다.

(번역: (주)바티에)