Radonul atmosferic dinamica natura determinist i corelaia cu

Radonul atmosferic: dinamica, natura deterministă şi corelaţia cu parametrii de stare ai atmosferei V. Cuculeanu, M. Pavelescu 1

1. Introducere • In prezentarea de faţă se expun rezultatele studiului variaţiei pe termen lung, naturii şi corelaţiei concentraţiilor de 222 Rn şi 220 Rn din atmosferă, măsurate în perioada 1994 -2009 la Staţia de Monitorizare a Radioactivităţii Mediului de la Bacău, componentă a Reţelei Naţionale de Supraveghere a Radioactivităţii Mediului. • Metoda de măsurare se bazeză pe măsurătoare beta totală a filtrelor cu aerosoli atmosferici folosind un contor beta total de fond scăzut şi un standard de referinţă de 90(Sr/Y) • Analiza seriilor de timp de concentratii de descendenţi în atmosfera joasă a pus în evidenţă diferite moduri de variaţie ale acestor concentraţi: diurnă, sezonieră şi anuală. • Pentru aflarea frecvenţei dominante a proceselor fizice care determină variabilitatea concentraţiei descendenţilor s-a folosit spectrul de putere. • Natura deterministă a seriilor de timp de concentraţii a fost pusă în evidenţă folosind functia de autocorelaţie şi staţionaritatea datelor originale şi a celor stohastice asociate • Corelaţia cu parametrii meteorologici au fost evidenţiată cu ajutorul 2 coeficientului de corelaţie Pearson

2. Origine şi proprietăţi • Radonul, gaz nobil, este elementul cu numărul atomic 86 din Tabelul Periodic şi a fost descoperit în anul 1900 de către chimistul german Fredrich Ernst Dorn, ca radionuclid rezultat în urma dezintegrării α a 226 Ra • Se cunosc 20 de izotopi ai radonului (simbol chimic: 86 Rn) între care trei sunt emiţători α : 222 Rn-numit radon, 220 Rn-numit toron şi 219 Rn - numit actinon • Radonul - 222 Rn - are timpul de înjumătăţire de 3. 82 zile şi apare în seria de dezintegrări a 238 U (figura 1). Se poate observa ca precursorul este 226 Ra, iar descendenţii sunt radioizotopi ai poloniului, bismutului, plumbului şi taliului şi se pot împărţi in două grupe, în funcţie de timpul de înjumătăţire: descendenţi de viaţă scurtă, cu T 1/2 mai mic de 30 min. şi descendenţi de viaţă lungă , cu T 1/2 > 5 zile (210 Pb, 210 Bi, 210 Po ). Descendenţii se dezintegrează prin emisie de particule α, β¯şi radiaţii γ 3

Fig. 1 Seria de dezintegrări a 238 U 4

• Toronul - 220 Rn – are timpul de înjumătăţire de 55, 6 secunde şi apare în seria de dezintegrări a 232 Th (figura 2) având ca precursor 224 Ra. Toronul nu are descendenţi de viaţă lungă, cel mai important dintre aceştia fiind 212 Pb, cu T 1/2=10. 6 h Fig. 2 Seria de dezintegrări a 232 Th 5

• Actinonul - 219 Rn - radionuclid din seria de dezintegrări a 235 U, având un timp de înjumătăţire extrem de mic, 3. 96 secunde, nu este de interes pentru studii de fizica atmosferei deoarece nu poate fi indicator/trasor al proceselor fizice cu timpi de derulare specifici atmosferei (ore, zile) • 232 Th, 235 U şi 238 U sunt elemente primordiale deoarece au un timp de înjumătăţire (T 1/2 > 1010 a) comparabil cu vârsta Pământului, ceea ce le-a permis să se dezintegreze foarte puţin până în prezent. Deci, aflându-se pe planeta Pământ de la formarea acesteia se găsesc în toate componentele scoarţei terestre: litosferă, hidrosferă, atmosferă şi biosferă • Din scoarţa terestră radonul şi toronul pătrund în atmosferă prin difuzie moleculară şi convecţie/advecţie. • Rata de exhalare din sol a radonului are o valoare medie de 2. 10 -2 Bq/m 2 s (sau 104 nuclee /m 2 s), iar a toronului 1 Bq/m 2 s (sau 102 nuclee/m 2 s). Exhalaţia din apa mărilor şi oceanelor este cu 2 ordine de mărime mai mică • Emanaţia din sol depinde de tipul solului, de condiţiile fizice ale acestuia (umezeală, îngheţ, strat de zăpadă) şi condiţiile meteorologice (presiunea, 6 temperatura aerului, vântul)

3. Procesele fizice din atmosferă în care sunt antrenaţi radonul, toronul și descendenţii • Odată intrate în atmosferă cele două gaze radioactive sunt supuse proceselor fizice specifice atmosferei (difuzie, transport, depunere ) şi se dezintegrează, dând naştere la descendenţi. Descendenţii rezultaţi sunt în mare parte încărcaţi pozitiv şi reacţionează în mai puţin de 1 secundă cu vaporii de apă şi urmele de gaze, devenind mici particule numite clusteri sau radionuclizi neataşaţi • După un timp de ordinul 10 -100 s de la apariţie descendenţii neataşaţi se ataşează de aerosoli (cu dimensiunea între 10 -2 -1μm) existenţi în atmosferă, formând aerosolul radioactiv • Procesele fizice specifice atmosferei la care sunt supuşi descendenţii sunt: difuzie turbulentă, transport datorită advecţiei, depunere umedă determinată de precipitaţii şi depunere uscată determinată de gravitaţie şi contact direct cu solul datorită mişcării maselor de aer • Dinamica neliniară a atmosferei determină o dinamică neliniară a seriilor de timp de concentraţii de radionuclizi sau elemente stabile din atmosferă, ceea ce generează haosul determinist specific evoluţiei în timp a concentraţiior 7 acestor componente atmosferice

Fig. 3 Procesele fizice specifice descendenţilor radonului şi toronului generaţi în atmosferă. 8

4. Metoda de măsurare a radonului • Descendenţii de viaţă scurtă ai 222 Rn sunt în echilibru secular cu 222 Rn din atmosferă în majoritatea condiţiilor fizice specifice atmosferei. Astfel activitatea descendenţilor de viaţă scurtă ai 222 Rn poate fi considerată egală cu cea a radonului atmosferic. • Referitor la descendenţii 220 Rn, indiferent de intensitatea difuziei turbulente nu există echilibru cu 220 Rn cu excepţia unui strat atmosferic de circa 1 m (în cazul inversiunilor intense ) sau de circa 100 m (în cazul unui amestec intens). Chiar dacă există numai un echilibru aproximativ între 220 Rn şi descendenţii săi, cea mai mare parte din concentraţie se află în apropierea precursorului, 220 Rn; deci se poate considera că dinamica descendentului este legată direct de cea a precursorului. • Principiul de măsurare a activităţii descendenţilor este bazat pe colectarea aerosolilor pe filtre folosind prelevatori de aerosoli echipaţi cu filtre din fibre de sticlă cu coefficient mare de reţinere(96 -99% ) şi cu cap de aspirare situat la 2 m deasupra solului. Activitatea filtrului a fost măsurată cu contor beta de fond scăzut şi un standard de referinţă 90(Sr/Y). Perioada de prelevare a fost de 5 ore. Concentraţiile descendenţilor se deduc din activităţile filtrului. 9

In perioada ianuarie 1994 -1998, staţia Bacău a avut un program de 4 aspiraţii pe zi : 02: 00 -07: 00 (aspiraţia A 1), 08: 00 -13: 00 (aspiraţia A 2), 14: 00 -19: 00 (aspiraţia A 3) şi 20: 00 -01: 00 (aspiraţia A 4). Din 1999 staţia Bacău şi-a redus programul de lucru la 11 ore şi a realizat un program de numai 2 aspiraţii pe zi: A 1 şi A 2. 5. Dinamica concentraţiilor de descendenţi la diferite scări temporale Datele colectate timp de 16 ani au fost analizate pentru pune în evidenţă diferite scări de timp: diurnă (per aspiraţie), zilnică (medii pe 4 şi 2 aspiraţii), lunară, sezonieră şi anuală. Pentru a releva variabilitatea diurnă au fost considerate concentraţiile medii multianuale pe aspiraţie, prezentate în Fig. 4. Din această figură se poate observa că dinamica diurnă a concentraţiei descendenţilor este caracterizată prin valori maxime în timpul nopţii (A 1 şi A 4) şi valori minime în timpul zilei (A 2 şi A 3). 10

Fig. 4 Concentraţii medii multianuale descendenţilor pentru 2 şi 4 aspiraţii, în perioda 1994 – 2009 (desc. radon-A 1: 9. 29 Bq/m 3; A 2: 4. 77 Bq/m 3; A 3: 4. 55 Bq/m 3; A 4: 7. 33 Bq/m 3) 11 (desc. toron-A 1: 0. 31 Bq/m 3; A 2: 0. 14 Bq/m 3; A 3: 0. 11 Bq/m 3; A 4: 0. 23 Bq/m 3)

Explicaţia fizică a dinamicii diurne: -în timpul nopţii atmosfera devine mai stabilă, în particular în stratul de suprafaţă unde are loc inversiunea termică, ceea ce determină diminuarea semnificativă a difuziei turbulente a atmosferei. In aceste condiţii radonul se acumulează în statul limită planetar, iar toronul în statul de suprafaţă şi determină o creştere pronunţată a concentraţiei acestora, respectiv, a descendenţilor. -în timpul zilei difuzia atmosferică este intensificată de procesele de convecţie şi amestec ceea ce face ca difuzia turbulentă mai intensă a maselor de aer să determine scăderea concentraţiilor descendenţilor 12

Tabel 1: Valori medii zilnice multianuale Parametrii statistici Concentraţii descendenţi radon ( 4 asp. radon ( 2 asp. toron ( 4 asp. toron ( 2 asp. /zi, 1994 -1998) /zi, 1999 -2009) [Bq/m 3] Valoare minimă 0. 79 0. 57 0. 02 0. 01 Valoare medie 6. 49 7. 09 0. 20 0. 19 Valoare maximă 27. 18 28. 9 0. 97 0. 94 13

Figura 5: Valori medii anuale pe aspiraţie în perioada 1994 -2009 Prima distribuţie: A 1 - 222 Rn; A doua distribuţie: A 4 - 222 Rn A treia distribuţie: A 2 - 222 Rn; A patra distribuţie: A 3 - 222 Rn 14

Figura 6. Valori medii lunare multianuale Prima distribuţie: Distribuţia a treia : 222 Rn (1999 -2009); Distribuţia a doua : 220 Rn (1994 -1998); Distribuţia a patra : 222 Rn (1994 -1998) 220 Rn (1999 -2009) 15

În cazul descendenţilor radonului distribuţiile lunare medii multianuale pun în evidenţă o variabilitate sezonieră cu valori mai mici primăvara şi mari toamna. Referitor la descendenţii toronului distribuţiile nu au o variabilitate pronunţată de la lună cu excepţia lunilor de iarnă pentru care concentraţiile medii sunt mai mici decât pentru celelalte sezoane. Explicaţia pentru această scădere a concentraţiior lunare pentru descendenţii toronului constă în faptul că rata de exhalaţie in timpul iernii scade de circa 2 ori comparativ cu valoarea din timpul verii. 16

Figura 7. Distribuţia sezonieră multianuală Modelul sezonier pentru perioada 1994 -1998, în cazul descendenţilor radonului, este caraterizat printr-un minim de primăvară (4. 49 Bq/m 3), un maxim de toamnă (8. 25 Bq/m 3) şi valori intermediare pentru vară (6. 18 Bq/m 3) şi iarnă (7. 22 Bq/m 3) şi în cazul toronului, printr-un minim de iarnă (0. 12 Bq/m 3) şi aproximativ valori 17 egale, pentru primăvară (0. 22 Bq/m 3), vară (0. 20 Bq/m 3) şi toamnă (0. 25 Bq/m 3).

6. Proprietăţi spectrale şi natura deterministă a seriilor de timp 6. 1 Proprietăţi spectrale Spectrul de putere este folosit pentru a pune în evidenţă periodicitatea proceselor implicate în dinamica seriei de timp a unei mărimi fizice. Spectrul de putere s-a calculat prin metoda transformatei Fourier, cu serii de timp de concentraţii de descendenţi cu o rezoluţie temporală de 6 ore. Figura 8. Spectrele de putere 18

Spectrele de putere ale celor două serii sunt de banda largă şi au ca frecvenţă dominantă cea corespunzătoare perioadei diurne( 24 ore). Această valorea pune în evidenţă ciclul diurn al intensităţii difuziei atmosferice. Spectrul de putere pentru serii de timp de concentraţii cu rezoluţie de 1 zi are o frecvenţă dominantă egală cu 0. 0039 d-1 care corespunde variabilităţii sezoniere, cu valori mai mici primavara si mai mari toamna 6. 2. Natura deterministă Pentru a obţine informaţii despre natura seriilor de timp de concentraţii de descendenţi se folosesc funcţia de autocorelaţie şi staţionaritatea distribuţiilor de probabilitate asociate. Funcţia de autocorelaţie se foloseşte pentru stabilirea caracterului nealeatoriu sau aleatoriu al dinamicii seriilor de timp de concentraţii şi identificarea unui model posibil al dinamicii respective. In acest scop se calculează funcţia de autocorelaţie pentru un număr de paşi de timp înapoi, τ, si se constată evoluţia valorii acestei funcţii cu numărul de paşi. Dacă dinamica seriei este aleatoare, valorile funcţiei de autocorelaţie trebuie să fie apropiate de zero pentru toţi paşii de timp înapoi. Dacă dinamica seriei nu este aleatoare, functia de autocorelaţie are valori semnificativ diferite de zero pentru unul sau mai mulţi paşi 19

Figura 9. Funcţiile de autocorelaţie Functiile de autocorelaţie ale descedenţilor arată că seriile de timp au un grad înalt de corelaţie între valorile adiacente sau apropiate. Deci, funcţiile de autocorelaţie pun în evidenţă caracterul nealeator al dinamicii interne a seriilor de timp ale descendenţilor radonului şi toronului. 20 Seriile de date sunt obţinute prin 4 aspiraţii succesive timp de 8 zile.

Staţionaritatea distribuţiilor de probabilitate asociate este un indicator al naturii deterministe a dinamicii unei serii de timp. Densitatea de probabilitate trebuie să fie un invariant în timp pentru un proces staţionar. Densitatea de probabilitate a fost calculată prin împărţirea domeniului de valori al concentraţiilor descendenţilor în intervale mici şi s-au calculat valorile din seria de timp corespunzătoare fiecărui interval. În figura alăturată, coincidenţa între cele două densitaţi de probabilitate pune în evidenţă staţionaritatea seriei originale de concentraţii de descendenţi ai radonului, pentru aspiraţia A 1. Figura 10 21

Figura 11 In figură se prezintă densităţile de probabilitate ale seriei de timp originale şi primei jumătati transformate in numere aleatoare prin generarea fazelor aleatore folosind analiza Fourier. Se poate observa diferenţa între densităţile de probabilitate corespunzătoare primei jumătăţi şi întregii serii. Acesta diferenţă pune în evidenţă natura deterministă a datelor originale In mod similar se relevă natura deterministă a seriei de timp de descendenţi ai toronului 22

7. Corelaţia cu parametrii de stare ai atmosferei Concentraţia de descendenţi în atmosferă depinde de dezintegrarea radioactivă, transportul datorat vântului (advecţia), difuzia atmosferică şi exhalaţia din sol. Difuzia şi rata de exhalaţie sunt dependente de parametrii de stare ai atmosferei cunoscuţi şi ca parametrii meteorologici. Corelaţia dintre concentraţiile de descendenţi şi paramertii de stare s-a estimat cu ajutorul coeficientului de corelaţie Pearson. Deoarece acest coeficient presupune o relaţie liniară între variabile, valorile lui au fost verificate prin comparaţie cu coeficientul Spearman care presupune o relaţie monotonă între variabile (adică, dacă o variabilă creşte cealaltă creşte sau descreşte). Pentru testarea ipotezei nule conform căreia coeficientul de corelaţie este nul, se foloseşte testul t-Student. Nivelul de semnificaţie p constituie o indicaţie a şansei (p· 100%) ca în ipoteza nulă observaţia să fi apărut din întâmplare. O valoare p < 0. 05 (sau mai mică) arată că ipoteza nulă, conform căreia două variabile nu sunt corelate, poate fi respinsă. Cu alte cuvinte variabilele sunt semnificativ corelate. 23

Tabel 2. Coeficientul de corelaţie între concentraţiile de descendenţi şi temperatura aerului pe durata aspiraţiei, pentru date lunare, pe perioada 1994 -1998 Variabilele: concentraţii descendenţi, temperatura aerului Coeficientul de corelaţie Pearson Nivelul de semnificaţie. Testul t-Student 222 Rn-A 1 0. 272 p≤ 0. 036 222 Rn-A 2 - 0. 606 p≤ 0. 003 222 Rn-A 3 - 0. 599 p≤ 0. 005 222 Rn-A 4 - 0. 036 p≤ 0. 793 220 Rn-A 1 0. 618 p≤ 0. 002 220 Rn-A 2 0. 235 p≤ 0. 070 220 Rn-A 3 0. 039 p≤ 0. 778 220 Rn-A 4 0. 512 p≤ 0. 050 24

Din tabel se poate observa că între concentraţiile de descendenţi ai 222 Rn (A 1, A 2, A 3) şi 220 Rn ( A 1, A 2, A 4) şi temperatura aerului există coeficienţi de corelaţie cu un nivel de semnificaţie, p ≤ 0. 05 (0. 07 în cazul 220 Rn-A 3) ceea ce înseamnă că seriile de timp sunt corelate cu un nivel de încredere de 95% (97% în cazul 220 Rn-A 3) şi această corelaţie înaltă nu are loc întâmplător. În cazul 222 Rn-A 4 şi 220 Rn-A 3 valoarea mare a lui p (0. 793, 0. 778) arată că între concentraţiile descendenţilor în aspiraţiile respective şi temperatura aerului corelaţiile nu sunt semnificative statistic. Coeficienţii de corelaţie pozitivi pentru aspiraţiile de noapte (A 1) pot fi explicaţi prin creşterea exhalaţiei datorită creşterii gradientului de temperatură între atmosferă şi sol, coroborată cu diminuarea intensităţii difuziei turbulente datorită apariţiei inversiunilor de temperatură din timpul nopţii. In cazul concentraţiilor descendenţilor de radon pentru aspiraţiile de zi (A 2, A 3), coeficienţii de corelaţie au valori negative cu un nivel de semnificaţie p ≤ 0. 01, ceea ce înseamnă că se poate afirma, cu un nivel de încredere de 99% , că seriile de timp sunt corelate. Explicaţia fizică a acestei corelaţii se bazează pe faptul că temperatura aerului crescută datorilă încălzirii solare va conduce la intensificarea miscării verticale, deci, la un amestec turbulent al maselor de aer dintr-un strat de înălţime relativ mare, ceea ce determină o diminuare a concentraţiilor descendenţilor 25

Coeficienţii de corelaţie pozitivi între concentraţiile de toron pentru aspiraţiile A 1, A 2, A 4 (A 3 are un nivel de încredere foarte slab) şi temperatura aerului, arată că rata de exhalatie din sol este factorul principal care contribuie la concentraţia toronului în aer, nu difuzia care nu este complet dezvoltată în stratul de suprafaţă (stratul de aer de lângă sol), ceea ce face ca structurile coerente să fie dominante, diminuînd astfel contribuţia difuziei la dinamica concentraţiei descendenţilor de toron în aer. În tabelul 3 se prezintă coeficienţii de corelaţie între datele lunare ale concentraţiilor de descendenţi şi parametrii meteorologici, pe perioada 19941998. Valorile negative ale coeficientului de corelaţie între precipitaţiile totale şi concentraţiile de descendenţi pot fi explicate prin faptul că precipitaţia, pe de o parte, reduce rata de exhalaţie din sol a celor două gaze nobile(radonul şi toronul), iar pe de altă parte, procesele de antrenare prin precipitaţie şi nucleaţie(centre de condensare ) determină descreşterea concencentraţiei de descendenţi care sunt ataşaţi pe aerosoli 26

Tabel 3. 3 Corelaţia între concentratiile de descendenţi şi parametrii de stare ai atmosferei/meteorologici Descendenţi 222 Rn. Coeficient de corelaţie Nivel de semnificaţie Test t-Student Descendenţi 220 Rn. Coeficient de corelaţie Precipitaţii totale - 0. 266 p≤ 0. 040 - 0. 194 p≤ 0. 137 Temperatura aerului - 0. 174 p ≤ 0. 207 0. 486 p ≤ 0. 0002 Viteza vântului - 0. 297 p ≤ 0. 021 - 0. 072 p ≤ 0. 582 Presiunea atmosferică 0. 448 p ≤ 0. 0003 - 0. 207 p ≤ 0. 112 Temperatura solului - 0. 173 p ≤ 0. 185 0. 488 p ≤ 0. 050 Umiditatea relativă 0. 389 p ≤ 0. 002 - 0. 544 p ≤ 0. 020 Parametru meteorologic Nivel de semnificaţie Test t-Student 27

În cazul temperaturii, corelaţia negativă în cazul descendenţilor radonului arată că, la scară lunară, difuzia turbulentă şi transportul din atmosferă au o contribuţie mai importantă la dinamica descendenţilor decât rata de exhalaţie din sol. Pentru descendenţii toronului situaţia este inversă: exhalaţia din sol este factorul determinant al dinamicii concentraţiei din aer. În ceea ce priveşte vântul, corelaţia este negativă deoarece mişcarea maselor de aer transpotă precursorii şi descendenţii în atmosferă, ceea ce micşorează concentraţia lor mai mult decât creşterea determinată de exhalaţie. Referitor la presiunea atmosferică, descendenţii radonului au o corelaţie pozitivă, iar descendenţii toronului una negativă. O explicaţie posibilă a corelaţiei pozitive este faptul că structurile de presiune înaltă (de exemplu, anticiclonii) sunt însoţite de vânt slab şi calm atmosferic, ceea ce are ca rezultat creşterea semnificativă a concentraţiei descendenţilor în stratul limită planetar, cu toate că exhalaţia este diminuată din cauza creşterii presiunii atmosferice. În cazul toronului, corelaţia negativă arată că reducerea exhalaţiei datorită creşterii presiunii atmosferice este procesul dominant, comparativ cu difuzia turbulentă din stratul de suprafaţă. Corelaţia pozitivă între umiditatea relativă şi descendenţii radonului poate fi explicată prin faptul că umiditatea atmosferică creşte rata de ataşare a descendenţilor radonului pe particulele de aerosol atmosferic, ceea ce determină creşterea concentaţiei de descendenţi deasupra solului. In cazul toronului 28 efectul este invers: creşterea umidităţii conduce la diminuarea exhalatiei din sol

8. Concluzii În prezentarea de faţă s-au analizat caracteristicile dinamicii pe termen lung ale seriilor de timp de concentraţii ale descendenţilor radonului şi toronului din atmosferă, măsurate la una din staţiile Reţelei Naţionale de Monitorizare a Radioacţvităţii Mediului-Bacău. În perioada 1994 -1999 s-au efectuat 4 aspiratii pe zi iar în perida 1999 -2009, 2 aspiraţii pe zi. ►Seriile de timp de concentraţii au fost analizate pentru a pune în evidenţă diferite scări de timp: diurnă (pe aspiraţie), zilnică (pe mediile pe 2 şi 4 aspiraţii), lunară, sezonieră şi anuală ►Mediile multianuale pe aspiraţii au relevat faptul că cele mai mari valori ale concentraţiilor de descendenţi ai ambilor izotopi au fost măsurate între 02: 00 şi 07: 00 (aspiraţia A 1), iar cele mai mici după amiază (aspiraţia A 3) ►Concentraţiile medii lunare multianuale, în cazul descendenţilor radonului, prezintă o variabilitate sezonieră, cu valori mici primavara şi mari toamna, Iar în cazul toronului valorile respective sunt comparabile, cu excepţia celor din timpul iernii, care sunt mai mici decât în celelalte sezoane. ►Concentraţiile medii anuale descendenţilor ambilor radionuclizi au o dependenţă de timp aproximativ similară, cu valori maxime în anii cei mai calzi din zona Bacău (1994, 2007)în timpul cărora au fost înregistrate cantităţi reduse de precipitaţii anuale. ► 29

►Periodicitatea proceselor implicate în dinamica seriilor de timp de concentraţii ale descendenţilor a fost pusă în evidenţă folosind spectrul de putere. Astfel, pentru serii de timp de concentraţii măsurate în perioada cu 4 măsuratori zilnice, spectrul de putere indică o frecvenţă dominantă de 24 ore pentru procesele fizice ( în special, difuzia turbulentă ) care determină variabilitatea internă a respectivei serii de timp. ►Pentru a obţine informaţii asupra naturii seriilor de timp de concentraţii de descendenţi s-a studiat funcţia de autocorelaţie pentru seriile de timp ale descendenţilor ambilor radionuclizi şi staţionaritatea distribuţiilor de probabilitate ale seriei de timp a descendentilor radonului pentru aspiraţia A 1. ►Graficele funcţiei de autocorelaţie pun în evidenţă faptul că seriile de timp de concentraţii de descendenţi ale radonului şi toronului au un înalt grad de autocorelaţie între valorile adiacente şi cele apropiate, ceea ce relevă caracterul nealeator al dinamicii interne a celor două serii de timp. ►Folosind testul de staţionaritate a distribuţiilor de probabilitate ale seriilor originale si a celor obţinute prin procedeul de generare de faze aleatoare s-a reliefat natura deterministă a dinamicii seriilor de timp de concentraţii ale descendenţilor celor doi radionuclizi. ►In final, s-a studiat nivelul corelaţiei dintre concentraţiile descendenţilor şi parametrii meteorlogici, folosind coeficientul de corelaţie Pearson. 30

►Pentru concentratiile de descendenţi din aspiraţiile de noapte ale ambilor radionuclizi, corelaţia cu temperatura aerului este pozitivă, iar în timpul zilei radonul este negativ corelat, iar toronul pozitiv. Explicatia fizica acestor corelaţii inverse constă în faptul că în timpul noptii inversiunile temice diminuează difuzia turbulentă a atmosferei ceea ce are drept consecinţă creşterea concentraţiilor. În timpul zilei creşterea temperaturii conduce la intensificarea difuziei turbulente ceea ce determină o micşorare a concencetraţiei de radon, însă o creştere a exhalaţiei toronului. ►Pentru concentraţiile medii lunare s-au calculat coeficienţii de corelaţie pentru următoarele date meteorlogice: temperatura aerului, precipitaţia, viteza vântului , presiunea atmosferică, temperatura solului şi umiditatea relativă. Rezultatele arată că descendenţii radonului sunt corelaţi negativ cu precipitaţia, viteza vântului, temperatura solului şi aerului, şi corelaţi pozitiv cu presiunea atmosferică şi umiditatea relativă. În cazul descendenţilor toronului corelaţia este pozitivă pentru temperatura aerului si solului, şi negativă în cazul precipitatiei, presiunii atmosferice şi umidităţii relative 31

Bibliografie • Butterweck, G. , Reineking, A. , Kersten, J. , Porstendörfer, J. : Atmospheric Environment 28, 1963 -1969, 1994 • Cosma, C. , Jurcut, T. : Radonul si mediul înconjurator. Editura Dacia, 1996 • Cuculeanu, V. , Sonoc, S. , Georgescu, M. : Radiation Protection Dosimetry 45 (1/4), 483485, 1992, Oxford Journal • Cuculeanu, V. , Lupu, A. : Environment International, 22 (Suppl. 1), 161 -170, 1996, Elsevier • Cuculeanu, V. , Lupu, A. : Journal of Geophysical Research, 106 (D 16), 17961 -17968, 2001 American Geophysical Union • Cuculeanu, V. , Simion, F. , Simion, E. , Geicu, A. : Journal of Environmental Radioactivity 102, 703 -711, 2011, Elsevier • Cuculeanu, V. , Pavelescu, M. : Annals of the Academy of Romanian Scientists, Physics Series, Vol. 2, Nr. 1, 64 -75, 2013 • Galmarini, S. : Atmos. Chem. Phys. 6, 2865 -2887, 2006 • Iida, T. , Ikebe, Y. , Suzuki, K. , Ueno, K. , Wang, Z. , Jin, Y. : Environment International, 22(Supl. 1), 139 -147, 1996 • Kumar, K. S. , Kumar, C. V. A. , George, B. , Renuka, G. , Venugopal, C. : Journal of Geophysical Research, 109, A 02308. , 2004 • Porstendörfer, J. , Butterweck, G. , Reineking, A. : Atmospheric Environment 25 A (3/4), 709713, 1991 • Rodoski, H. P. , Fougere, P. F. , Zawalik, E. I. : Journal of Geophysical Research, 80, 619 -625, 1975 • Sprott, J. C. , Rowlands, G. : Chaos Data Analyzer - The Professional Version. American Institute of Physics, New York, 1995 32