Detekce polutantů obsažených v cigaretovém popelu využitím neutronové aktivační analýzy

Abstract

Kouření je jednou z nejčastějších závislostí v České republice a zdravotní komplikace jím vyvolané se v naší zemi podílí přibližně na 20 % počtu úmrtí. Bakalářská práce se zabývá nedestruktivní neutronovou aktivační analýzou zpožděného záření z cigaretového popelu, konkrétně popelu ze značek Camel Blue a Parker & Simpson Black. Vzorky byly ozářeny neutrony v aktivní zóně reaktoru VR-1 a měřeny v spektrometrické laboratoři v Centru výzkumu Řež. Kvalitativní analýza potvrdila přítomnost prvků běžně se nacházejících v zemské kůře jako je železo, vápník, draslík, zinek nebo europium. Objeveny byly ale i potenciálně toxické a karcinogenní prvky jako brom a thorium. Nalezené stopové prvky v cigaretovém popelu se shodují se studiemi, které byly provedeny na toto téma. Součástí praktické části byla identifikace prvků v spektrech popelů, simulace účinnosti úplné absorpce a totální účinnosti pomocí stochastického výpočetního kódu MCNP a výpočet aktivity nalezených radionuklidů. Na bakalářskou práci lze navázat kvantitativní analýzou nebo ozařováním doutníků, jejichž složení stopových prvků by pro každou značku doutníků mohlo být diametrálně odlišné, a to kvůli znečištění životního prostředí v místě pěstování tabákových listů.

Smoking is one of the most prevalent addictions in the Czech Republic, contributing to approximately 20 % of the total mortality rate due to health complications associated with it. This bachelor thesis focuses on the non-destructive neutron activation analysis of delayed ray emitted from cigarette ash, specifically from the brands Camel Blue and Parker & Simpson Black. The samples were irradiated with neutrons in nuclear reactor core of the VR-1 reactor and measured in the spectrometry laboratory at the Research Center Řež. Qualitative analysis confirmed the presence of elements commonly found in the earths crust, such as iron, calcium, potassium, zinc, and europium. Additionally, potentially toxic and carcinogenic elements like bromine and thorium were also detected. The trace elements identified in cigarette ash align with previous studies conducted on this subject. The practical part of the thesis also includes a simulation of full energy peak efficiency and total efficiency using the stochastic code MCNP, along with the calculation of the activity of the identified radionuclides. Future research could expand on this work through quantitative analysis or the irradiation of cigars, where the composition of trace elements could vary significantly by brand due to environmental contamination in the regions where tobacco leaves are grown.