Hem evlerde hem de arazide en yaygın radon ölçüm metotları arasında plastik iz detektörlerinin kullanıldığı yöntemler gelmektedir. Bunun nedeni bu detektörlerin oldukça küçük boyutlarda (1cmx1cm ve yaklaĢık 100-500 μm kalınlığında), kullanımı kolay (herhangi bir elektroniğe ihtiyaç yok), çok pahalı olmayan ve okunması oldukça basit (basit kimyasal iĢlem ve basit bir optik mikroskop) olması olarak açıklanabilir.
Ġz kazıma temeline dayanan plastik detektörler pasif algılayıcılar olarak adlandırılmaktadır. Bu tür detektörlerin bazı algılama durumlarında kullanıĢlı olmasına karĢın, bunlardan alınan ölçümlerin gerçek zamanlı olmamaları bir dezavantajdır. Diğer bir eksiklik ise, el ile bir mikroskop altında, kazınmıĢ izlerin sayımının oldukça sıkıcı olması ve bu sayımların uzun zamanda yapılmasıdır.
Alfa parçacıkları, radon gazı ve bunun katı formunda olan ürünleri tarafından yayınlanır ve bunlar plastik detektörler tarafından kaydedilir. Verilen bir zaman üzerinden kaydedilen alfa parçacıklarının sayılmasıyla ki bu durumda radon ve diğer ürünleri arasında doğal dengenin var olduğu kabul edilir. Kapalı bir sistem içerisinde radon yoğunlaĢması (Bq/m3) hesaplanır [19,
20].
3.5.1. Polimerlerde Yüklü Parçacık Ġzleri
Plastikler bilinen bütün nükleer iz detektörlerinin en hassasıdır. Bu algılama yeteneği CR-39 (allil diglycol karbonat polimeri veya diğer bir ifadeyle poli-dietilen glycol-bis) tipi iz detektörleri ve birçok selüloz nitrat algılayıcılar için de geçerlidir. Bütün selüloz nitratlar alfa parçacıklarını kaydedebilirler (dağlama Ģartlarına bağlı olarak belirli enerji aralığı içerisinde).
CR-39 olarak adlandırılan plastikler, hızlı nötronlara da tepkileri vardır. Polimerin kendi bileĢenleri (H, C ve O) ile (n, ) reaksiyonundan gelen izlerde olduğu gibi (n, p) geri saçılma izlerini de kaydedebilir. Bu tür izler bazen iç izler olarak adlandırılır (detektör içerisinde yüklü parçacıklar meydana gelir) ve dıĢ kaynaklardan gelen izler ise dıĢ izler olarak adlandırılır.
Yüklü bir parçacık bir plastik detektör içerisinden geçerken, polimerik zincirin
bazılarının kopmasına neden olur. Bu iĢlem aynı zamanda serbest radikaller gibi reaktif türleri meydana getirir. Plastikler kullanıldıktan sonra uygun bir dağlayıcı kimyasal (NaOH veya KOH gibi sıvı çözücüler gibi alkali hidroksitler, bazen de bunlara alkol ilave edilir) ile kazınır ve sonuç olarak detektör üzerinde oluĢan boĢluklar 102
-103 kat büyütülmüĢ olur. KazınmıĢ izler, geniĢletme süresince, belirli özelliklere sahip (10x-40x büyütmeye sahip) optik mikroskop altında görünür duruma dönüĢtürülür. Hasarın miktarı, kazınmıĢ izin büyüklüğü ve dağlanılma özelliğinden dolayı, yüklü parçacığın izlediği yoldan çok, lineer enerji transferinin miktarına bağlıdır. Ortamdaki parçacığın kaybettiği toplam enerji miktarı, uygulanan dağlama Ģartlarına
bağlı olarak detektördeki kazınmıĢ boĢluğun büyüklüğünün belirlenmesinde önemli bir rol oynar [19, 20].
3.5.2. Kazıma Metodolojisi
Kazıma metodu, yaygın olarak kullanılan kimyasal kazıma ve elektrokimyasal kazıma iĢleminden sonra el ile veya bir optik mikroskop yardımıyla izlerin sayılması iĢlemidir.
3.5.2.1. Kimyasal Kazıma
Kimyasal kazıma, genellikle 40-70 0C sıcaklık aralığındaki bir banyoda gerçekleĢtirilir
ve en yaygın materyal olarak 2 ile 6 M arasında değiĢen NaOH veya KOH sıvı eriyik kullanılır. Genellikle kazıma süresi 2 ile 6 saat arasında değiĢir. Kazıyıcı eriğin molaritesinin, kazınma süresinin, kazınma sıcaklığının artması kazınan detektör üzerindeki çukurun büyüklüğünü arttırır. Plastik detektörler genellikle bir sicim veya bir ip yardımıyla askıda kalacak Ģekilde tutturulurlar.
Detektörler kazıyıcı cam bardakların içerisindeki eriyiğe daldırılır ve sabit sıcaklığa sahip su banyosunun içerisine bırakılır. Kazıma iĢleminin sonunda, detektörler saf su ile iyice yıkanır. Kurutulduktan sonra, detektörler optik mikroskop altında sayıma hazır hale gelir. KazınmıĢ iz yarıçapları genellikle birkaç μm civarındadır, fakat kazıma iĢleminden sonra 50 μm veya daha büyük bir değere çıkabilir.
3.5.2.2. Elektrokimyasal Kazıma
Elektrokimyasal kazımanın amacı, detektör üzerindeki çukurları 100 kat daha büyütmektir, böylelikle düĢük büyütmeli (mikrofilm okuyucu, slayt yansıtıcı veya düĢük büyütmeli mikroskop (10x)) aygıtla rahatlıkla sayılabilir. Elektrokimyasal kazıma sonucundaki izler çıplak gözle kolaylıkla görülebilir.
Bu iĢlemdeki basit mekanizma, plastik detektöre boylu boyunca yüksek bir elektrik alan uygulanması sonucu elektrotların bölmeler veya iki parça arasında bir engel olarak hareket etmesine (her bir bölme elektronik kazıma odası diyagramı için elektrik alanın bir kutbunu içerir) dayanır. 200 μm kalınlığındaki bir plastik detektör için 50 kVcm-1’lik bir elektrik alanı verebilmesi için sadece 1000 V uygulanması yeterlidir.
3.5.3. Ġz Sayım Metodu ve Ġstatistiği
Radon çalıĢmalarında, ana gereksinim genellikle istatistikî olarak güvenli değerlerin verilmesi için detektör üzerindeki kazınmıĢ izlerin sayılmasıdır. Burada sadece ilgili değerlere ihtiyaç duyulur ve iz yoğunluğu nadiren çok yüksektir ve izlerin üst üste binme problemi vardır.
KazınmıĢ çukurların büyüklüğü ve Ģekli değiĢkendir; kazınmıĢ çukurların çoğunluğu eliptik olmasına karĢın ki bu da yüzeysel dalma açısında (detektörün yüzeyine göre izin açısı, θk
kazımanın kritik açısından düĢük) detektör yüzeyine gelen alfa parçacıklarından kaynaklanır, dik olarak gelen alfa parçacıkları dairesel Ģeklinde çukur formları oluĢturur. Aynı zamanda, alfa parçacığı havada herhangi bir noktada 0 ile 4 cm aralığında yayılım yapabilir, nihai kazınmıĢ çukurun büyüklüğü, kimyasal kazıma Ģartlarına bağlı olarak, yaklaĢık 0 (veya 3 μm, bu değer kullanıĢlı bir optik mikroskop için çözünürlük limitidir) ile birkaç μm yarıçap arasında değiĢecektir. Genellikle, izleri iyi görebilmek için uygun en düĢük boyut limit seçilir ve daha sonra sürekli olarak daha düĢük boyutlu kazınmıĢ çukurlar ihmal edilir. Aynı zamanda, gerçek kazınmıĢ çukur ile temel etki ve kullanım sırasında meydana gelebilecek kazınmıĢ çukurların ayırt edilmesi gereklidir. Bu etkiler detektör tabakasının üzerinde genelde vardır ve kazımayla büyür. Herhangi bir dıĢ etki çeĢidinden, çizik (yarık, kazı) veya inci dizimi gibi görünen etkiler kolaylıkla göz ardı edilebilir. Gerçek izin kazımıĢ olduğu çukurlar (kimyasal kazımada) mikroskobun alt ve üstünde ince odağının yavaĢça hareket ettirilmesiyle ve kazınmıĢ çukur koninin altından yansıyan parlak bir ıĢığa bakılmasıyla rahatlıkla tanınabilir. Kimyasal olarak kazınmıĢ gerçek bir çukur iyi tanımlanmıĢ geometrik bir Ģekle (detektör yüzeyinde dairesel veya eliptik açılmıĢ bir ağız Ģeklinde) sahip olması da gereklidir.
Detektör üzerinde sürekli temel seviye gerçek iz çukurları vardır ve bu izler plastik üzerinde herhangi bir radyoaktif safsızlıktan veya detektör üzerine düĢen hızlı nötron/kozmik ıĢınlardan veya detektörün üretimi sırasında deneysel ölçüm amaçlı radona maruz kaldıklarından, çevrede var olan radon tarafından ıĢınlanmasından kaynaklanırlar. Bu sebepten dolayı plastik tabakalar veya yalnız detektörün kullanılması gerekir.
Ġyi bir istatistik alabilmek için yeterince büyük bir alana sahip detektör üzerindeki temel seviye izlerinin (pozlanmamıĢ fakat kazınmıĢ detektör) sayılmasına ihtiyaç vardır. Temel seviye iz yoğunluğu genelde 10-40 iz cm-2
arasında değiĢmektedir. Eğer gerçek (veya toplam) iz
yoğunluğu 1000 iz cm-2
ise, o zaman temel seviye izlerinin ihmal edilebilir bir katkı yapar, bu durumda temel seviye izlerde yaklaĢık %16’lık bir hata ve toplam izlerde yaklaĢık %3’lük bir hata ve toplam hata yaklaĢık olarak %3,5 olur [19].
Kazıma iĢleminden sonra, hareketli durumdaki bir araĢtırma mikroskobu deneysel gözlemler için kullanılabilir. Mikroskop rafı üzerine konulan pozlanmıĢ detektörün her iki yüzeyinde; raf öncelikle X-ekseni boyunca daha sonra Y-ekseni boyunca hareket ettirilerek gerçek izler sayılırlar.