Preliminary in situ observation and theoretical study of thoron exhalation rates from the gypsum board of a cavity wall; A Comparison with radon and with thoron from a solid concrete wall

空洞壁の石膏ボードからのトロン散逸率に関する予備的その場観察と理論研究; 石膏ボードからのラドン散逸率およびコンクリート壁からのトロン散逸率との比較

迫田 晃弘   ; 石森 有 ; Hasan, Md. M.*; Jin, Q.*; 飯本 武志*

Sakoda, Akihiro; Ishimori, Yuu; Hasan, Md. M.*; Jin, Q.*; Iimoto, Takeshi*

建材は屋内トロンの主要な発生源である。本研究では、石膏ボードを構成する空洞壁からのトロン放出率(JTn)を予備的に調査し、同じ壁からのラドン放出率(JRn)およびコンクリート壁からのJTnと比較した。現場測定は、日本国内の集合住宅1階で13日間にわたり、蓄積チャンバーとトロン・ラドン専用モニターを用いて実施した。その結果、JRnには顕著な変動が観察されたが、JTnに有意な日変動はみられなかった。理論計算によって、JRnと同様にJTnも拡散が主な移動の要因であり、石膏ボードにおける通常の圧力勾配による移流の影響は無視できる程度であることが示された。石膏ボードとコンクリート壁との比較では、JTnとJRnの日平均値の比に差異がみられた。これは、石膏ボード(または空洞壁)とコンクリートの材質の違いが、環境条件に応じてラドンおよびトロンの生成や移動に異なる影響を及ぼすことを示唆している。また、理論計算では、ラドン/トロンの拡散係数や石膏ボードでの両端のトロン濃度差などの重要性も示された。今後は、長期的な観測、多様な建材、および異なる環境条件を含むさらなる研究が必要である。これらのデータは、空洞壁からのトロン散逸の理解、トロン発生源の評価向上、また特にトロンが線量に大きく寄与する環境における屋内トロン挙動のモデリング精度の向上に有用である。

Building materials are the dominant source of indoor thoron. This study preliminarily investigates thoron exhalation rates (JTn) from a gypsum board as part of a cavity wall, comparing them to radon exhalation rates (JRn) from it and to JTn from a solid concrete wall. In situ measurements were conducted over 13 days in an unoccupied ground-floor apartment in Japan using an accumulation chamber and a dedicated thoron and radon monitor. The data showed no significant diurnal variation in JTn, unlike the notable variations observed in JRn. Theoretical calculations indicated that, similar to JRn, JTn was primarily driven by diffusion, with negligible advection due to typical pressure gradients across the gypsum board. Comparison between the gypsum board and solid concrete wall revealed material-specific differences, with noticeable differences observed in the daily averaged JTn and JRn ratios, suggesting that the properties of the gypsum board (or cavity wall) and concrete result affect radon and thoron generation and transport to varying extents, depending on environmental conditions. The calculations also emphasized the importance of key material properties, particularly the radon/thoron diffusion coefficient and thoron concentration difference across the gypsum board. Further research is needed, including long-term monitoring, diverse building materials, and varying environmental conditions. These data are essential for understanding thoron exhalation from cavity walls, improving thoron source characterization, and refining indoor thoron modeling, particularly in environments where thoron contributes significantly to radiation exposure.