A címből akár arra is gondolhatnánk, hogy egy aktív családi nyaralásról olvashatunk, ami a Balaton-felvidék egyik legszebb részén történt. Az biztos, hogy élménybeszámoló is lesz a történetben, de a Pécselyi-medence földtani képződményeinek bemutatásán túl egy, az „átkos rendszerben” épült szupertitkos létesítményt is bemutatunk, mégpedig a pécselyi urántárót. Mi az aktualitása ennek az objektumnak? Az, hogy néhány hónappal ezelőtt pár természetjáró a szerencsének és a kíváncsiskodásuknak köszönhetően megtalálták az egykori táró felnyílt bejáratát.

Szerzők:

Katona Lajos Tamás (MTM Bakonyi Természettudományi Múzeuma)

 Bednár András (Radioökológiai Tisztaságért Társadalmi Szervezet)

Egy napsütéses téli napon túrázni indult a csapat (Horváth Károly, Mészárosné Hardi Ági, Mészáros László, Mészáros Ákos, Fejes Béla, Harmat István, Varga Mária és Sütő Krisztián). A cél az volt, hogy megtalálják azt a régen elfeledett föld alatti bányát, amit egy helybéli idős bácsi említett nekik. A hóval fedett táj mindig kedvez a föld alatti üregek megtalálásának, mert a feláramló meleg levegő megolvasztja a járat körüli havat. A gondos útbaigazításnak köszönhetően hamar rátaláltak a földdel és növényzettel benőtt meddőhányóra, és egy mesterséges árokra is, amelynek az oldala kővel volt kirakva, és csakhamar rábukkantak egy rókalyuk méretű nyílásra.

A csapatban volt két barlangász is, akiknek nagy tapasztalata van a föld alatti járatok feltárásában, ezért leereszkedtek az ismeretlenbe. Figyelem: ez nem követendő példa! Egy átlagos túrázó sem technikailag, sem pedig mentálisan nincs felkészülve a föld alatti mozgásra. Ezért óva intenénk mindenkit, hogy lemerészkedjen egy általa ismeretlen üregbe.

Barlangászaink tehát leereszkedtek a „rókalyukba”, a többiek pedig a felszínen maradtak biztosítani. Elmondásuk alapján a két felfedező mindenre gondolt, csak arra nem, amit ott találtak.

A felfedezést követően értesítették a Balaton-felvidéki Nemzeti Park szakembereit, és persze hozzánk is eljutott a hír. A szerzők már nagyon régóta tudtak a táró létezéséről és pontos helyéről, de le nem tudtak menni, mert a felnyílt bejáratot anno egy hatalmas csipkebogyó bokor őrizte. A helyszínről Dr. Szabó Imre bácsi geológustól és Dr. Somlai Szilárd vegyészmérnöktől hallottunk először.

De mit is találtak meg újra?!

            Még ma is kevesen tudják, hogy az 1940-es évektől kezdődően uránérckutatási lázban égett az egész ország. Az eredményeket bizalmasan kezelték és csak néhány évvel később születhettek róluk tudományos publikációk, egyes előfordulásokat még mindig homály fed. Mindkét személy, akik beavattak minket a helyszín ismeretébe, kapcsolatban voltak az uránkutatással. Dr. Szabó Imrét bízták meg a Balaton-felvidék urán előfordulásainak térképezésével. Amikor először találkoztam vele, már közelítette a 90-et. A találkozásunkat dr. Kordos László geológus szervezte meg egy gerinces ősmaradvány lelőhelye miatt, de találkozásunkkor sok másról is mesélt a kiváló geológus. Tőle hallottam először a pécselyi táróról is, ami igazából Vászolyhoz tartozik. Elmondása szerint a földtani kutatásra akkor sem volt pénz, de az uránkutatásba sok minden belefért. Az akkori térképező geológusok sokkal nyitottabban álltak a feladathoz: éppen annyira érdekelte őket a földtani kutatás, mint a nyersanyag. Ezért az érc keresése közben bőven jutott idő ősmaradvány- vagy ásványgyűjtésre, illetve néhány plusz fúrásra is.

            Dr. Somlai János alapította meg 1979-ben a veszprémi taekwondo SE-t. Ezen kívül vegyészmérnök és radioökológiával is foglalkozik. A közös terepbejárásunk során egy doziméter segítségével pontosan megmutatta azt a csipkebogyó bokrot, amely alatt a mostani rókalyuk volt. Akkor még úgy tudta, hogy ez egy szellőzőakna, de mostanra kiderült, hogy a fiatalok a pécselyi urántáró egykori bejáratát találták meg.

Pécsely és környékének földtani képződményei

A Pécselyi-medence felszínén középső-triász korú üledékes kőzeteket találunk. A vászolyi Öreg-hegyen (Budai et al., 1999) a P5 és P3 fúrások alapján az alábbi idealizált rétegsort kapjuk: kb. 50 méteres mélységben található a vastagpados rétegződésű Megyehegyi Dolomit Formáció, ami a Tethys-óceán néhányszor tíz méteres vízében, az árapály övben képződött. Ez a terület legsekélyebb vízben lerakódott üledékes kőzete. A tektonikai mozgások miatt az egykori karbonátos rámpa beszakadt és a még kiemelt helyzetben található karbonátos rámpák között mélyebbvízi üledékek rakódtak le.

Ilyen a Vászolyi Formáció is, amelynek a kezdő mészkőpadjai krinoideákban és ammoniteszekben gazdagok, majd néhány méter vastag tufás összlet után a Vászolyi Mészkő Tagozat világos színű vékonypados rétegei települnek.

A rétegsorban a középső-triász végén képződött Buchensteini Formáció következik, amelynek mindkét tagozata (Nemesvámosi és Keresztfatetői) is jelen van. A Nemesvámosi Tagozat pados kifejlődésű tűzkőgumós mészkő, ebből írták le a Hungarites és Arpadites ammonitesz nemzetségeket.

Ebből fejlődik ki a Keresztfatetői Tagozat, amely vékonyréteges mészkőből és kovás tufitból áll. E képződményt az Öreg-hegyen lehetett a legjobban tanulmányozni. Korábban ezt hívta id. Lóczy Lajos „wengeni posidoniás palának", mert néhol lumasella-szerűen vannak benne Posidonia kagylók.

A rétegsort a szintén mélyvízben képződött Balatonfüredi Mészkő Formáció zárja. Kiváló építőkő, világosszürke, tűzkőgumós, pados elválású mészkő. E képződmény legszebb feltárását Pécsely mellett, a Meggy-hegyen láthatjuk.

A táró

            Az első kiszállásunk alkalmával több geológus és barlangász barátom is velem tartott. A felnyílt bejáratot egy szemétkupac fedte, ennek oldalában majdnem függőlegesen haladt lefele. A képen látható, ahogy a sárga kobakos Sütő Krisztián (egyik megtaláló) és Piri Attila barlangász a fákat és a szemetet pakolja el, hogy hozzáférhetővé váljon a bejárat. A kép 2021. január 16-án készült, amikor még volt hó.

     A kissé szűk és sáros járatot követően valóban megdöbbentő látvány fogadott. A szálkőzetbe vájt trapéz alakú táró rendkívül jó állapotban volt, annak ellenére, hogy az eredeti bejáratot berobbantották, és az ácsolatot a táró bezárása előtt kiszerelték.

Először bevilágítottuk a járatot, mert kíváncsiak voltunk arra, hogy milyen hosszú és biztonságos a táró, illetve nem akartunk egy megrémült rókával, vagy borzzal találkozni.

A látvány minket is becsapott, mert úgy láttuk, mintha a járat vége már csak alig fél méter magas lenne. Attila, a maga 2 méterével mutatja a táró magasságát.

A járat középső részén több helyen sárgás-vöröses színű limonitos foltokat találtunk, ami az agyag és mészkő határán jelent meg. A táró egyébként porszáraz volt, és csak néhány helyen volt egy-egy vízcsöpögés.

  Alig több mint egy óra alatt elértünk a táró végére, ahol egy természetes hasadékot is találtunk a falban. A sok denevér ürülék is bizonyította, hogy a denevérek már régóta lakhatták ezt a járatot.

Uránkutatás a Balaton-fevidéken

            Az 1950-es években országszerte végeztek légi radiometrikus méréseket. Ezek eredményei indokolták, hogy részletesebb földtani kutatást végezzenek a Balaton-felvidéken, amit dr. Szabó Imre vezetett. A kutatás 1955 és 1982 között folyt. A kutatás során ezeket a jelentéseket titkosították, és csak jó néhány év múlva hozhatták nyilvánosságra tudományos cikkek formájában. Egyes jelentések esetében még a mai napig nem oldották fel a titkosítást.

A hozzáférhető információk alapján a Balaton-felvidéken az alábbi típusú urán előfordulásokat találták:

• Badacsonyörsi típus: pirites, szürke kovás homokkő; 0,1% U tartalom (oxid)
• Litéri típus: zöld agyagos homokkő, 0,01 % U tartalom (oxid)
• Pécselyi típus: Megyehegyi Dolomitra települ, P₂O₅: 25%, átlagos U tartalom 0,01% (foszforitos-apatit)

Összehasonlításképpen érdekesnek tartom bemutatni a közeli Bakonyban bányászott szenek urántartalmát:

• ajkai kőszén: 0,1%=1000g/t, de 100g/t értéknél nem volt kisebb mennyiség a mérések során
• eocén kőszenek: 10g/t-tól 1000g/t-ig.

Mi az Urán, izotóp, radon, miért keressük ezeket?

Ahhoz, hogy megérthessük miért is fontos az emberiség számára az urán, mint elem, fontos, hogy egy minimális kitekintést tegyünk az ismert elemek összességére, és milyen tulajdonságai vannak az uránnak, mely ezektől megkülönbözteti. Az utazást kezdjük a mindenki által ismert periódusos rendszerrel, melyet a következő képen láthatunk:

Részletekbe nem bocsátkozva lássunk be annyit, hogy a fenti rendszerben megtalálható elemek mindegyike egy atommagból, valamint az azt körülvevő elektronburokból áll össze. Az atommagot első közelítésben tovább bonthatjuk protonokra és neutronokra. Az egyes elemeket az atommagban megtalálható protonok száma alapján különböztetjük meg, hiszen könnyen belátható: mivel a protonok töltése pozitív, az elektronhéjban megtalálható elektronok töltése negatív, ezek száma (természetesen nem ionizált állapotban megtalálható elemekről beszélünk!) egyenlő. Vagyis az atommagban megtalálható protonok száma meghatározza az elektronok számát, mely végső soron az adott elem kémiai tulajdonságait fogja megadni.

Eddig ez nagyon egyszerű volt, azonban, ha megnézzük a rendszer egy adott elemét közelebbről, ezt fogjuk látni:

2. ábra: az ezüst periódusos rendszerben általánosan megjelenített adatai. forrás

Mit látunk ebből? Először is az elem nevét és vegyjelét. A bal felső sarokban az adott elem rendszáma található meg, mely jelen esetben 47. A rendszám egyébként magát az adott atommagban megtalálható protonok számát adja meg, tehát az eddigiek figyelembevételével az elektronok számának is ezzel kell megegyeznie. A képen az elektronok száma (illetve konfigurációja is rajta van, [Kr] 4d¹⁰ 5s¹) is megtalálható, nézzük meg ez az egyenlőség kijön -e. A kripton rendszáma 36, vagyis 36 elektron található meg az elektronburokban. Ha ehhez hozzáadjuk az előbb említett 10 darab 4d pályán megtalálható, valamint az 1 db 5s pályán megtalálható elektront, kijön, hogy a keresett szám 47, vagyis az ezüst rendszáma.

A megjelenített adatok közül egy van hátra, mégpedig a relatív atomtömeg, mely esetünkben 107,868. Alma? Körte? Atomi tömegegység. A részletektől eltekintve fogadjuk el, hogy egy proton vagy neutron tömege ebben a rendszerben 1. (Ez kissé csúsztatás hiszen a neutron picit nehezebb a protonnál, de a megértést talán ez jobban elősegíti)

És láttuk, hogy az atommag protonokból és neutronokból áll, melyek tömege 1. Hogyan kaphatunk mégis törtszámot?

A válasz abban keresendő, hogy a fent említett periódusos rendszer az elemeket csak kémiai tulajdonságai szerint kategorizálja, azonban valójában nem csak ezek léteznek. A valóságot a következő képen láthatjuk

Ezt természetesen kicsit nehezebb megtanulni. A táblázat y tengelyén a rendszámot, az x tengelyen a neutronszámot láthatjuk. Mivel egy elemhez (tehát egy rendszámhoz) többféle neutronszám is tartozhat, ezért egy elemnek többféle atomtömege is lehet. A korábban említett relatív atomtömeget ezen atomtömegeknek a természetben előforduló arányának súlyával korrigálva határozták meg.

Sokszor halljuk azt a kifejezést, hogy izotóp, és ha ez eddigieket megértettük, már tudjuk is mi az: egy adott elem különböző izotópjairól akkor beszélünk, ha eltér az azonos protonszám mellett megtalálható neutronszám. Ilyen esetekben a kémiai elem ugyan az, kémiai tulajdonságai megegyeznek, azonban – bizonyos esetekben – mégis más érzés megfogni őket.

Hogy kapcsolódik ez az uránhoz?

Az urán relatív atomtömege 238,028. Ha valaki eddig eljutott az olvasásban, kissé átverve érezheti magát, hiszen ez a szám annyira közel van az egészhez, hogy úgy tűnhet, az uránnak nincs is több izotópja. Nos ez nem így van, az uránnak a természetben három izotópja található meg, ezek az urán 234, 235 és 238-as tömegszámú izotópjai. Hogy mégis miért van ez a szám ennyire közel a 238-hoz? Ennek megértéséhez látni kell, hogy az urán minden izotópja radioaktív, ennek megfelelően mennyisége az idővel csökken. A három izotóp felezési ideje között azonban nagyságrendnyi eltérés van, emiatt keletkezésüktől kezdve a rövidebb felezési idejű 235 már nagyrészt elbomlott, a 134 pedig a 238 bomlási sorának tagja (egyébként a Föld korát többek között pont ezen adatok vizsgálata alapján határozták meg, a kapott érték igen messze áll a bizonyos körökben elterjedt 6000 éves világmindenség korától..). Ez egyébként igen nagy pech, mivel a gyakorlatban leginkább az U-235 a hasznos, ám ez az összes uránnak csupán a 0,7%-t teszi ki jelenleg.

Mire is jó az urán?

Először is nagyon szép, fluoreszcens tulajdonságokkal rendelkező cukorkatartót tehet urántartalmú üvegből készíteni:

Természetesen vannak ennél hasznosabb felhasználási területei is, mint például ez:

Vagy, amikor valami félresikerül:

És természetesen, az urán egyik leglátványosabb felhasználási módjáról ne feledkezzünk meg:

Az utóbbi képek alapján láthatjuk, hogy miért is olyan fontos (és néhány évtizede miért volt különösen fontos) az uránkészletek felmérése, és ha lehetséges volt, kiaknázása. Az atomerőművekben, valamint nukleáris fegyverekben használatos urán azonban még nem felel meg a magasztos célok betöltésére, mivel U-235 tartalma túl alacsony, ezért azt dúsítani kell. Erre jelenleg a legelterjedtebb a gázcentrifugás eljárás, bár vannak természetesen más módszerek is, azok kevéssé elterjedtek.

Hogyan találhatunk uránt?

Habár az urán minden izotópja radioaktív, közvetlenül nem mérhető, ugyanis minden uránizotóp alfa-bomló, tehát alfarészecskék kibocsájtása révén egy másik elemmé alakul, és közben stabilabb energiaállapotba jut. Az alfabomlásokat általában egy kísérő gamma-foton is követi, ám sajnos az urán esetében ezek energiája és hozama annyira alacsony, hogy az közvetlenül alig mérhető. Emellett az alfarészecskékről tudni kell, hogy még levegőben is csak néhány cm-s távolságot képesek megtenni emiatt – hacsak nem közvetlenül az uránércet vizsgáljuk valamilyen megfelelő eszközzel – közvetlenül uránt találni igen nehéz.

Bomlási sorok

Szerencsére, az uránizotópok bomlásuk után még mindig igen instabilak, ezért a keletkező leányelemek tovább bomlanak, sőt, ezek leányelemei is folytatják a sort egészen addig, amíg el nem érik a stabil állapotot. Az u-238 bomlási sorát a következő képen láthatjuk:

8. ábra: Az U-238 bomlási sora

Ez egy igen sok lépésből álló folyamat, több elágazással menet közben, mint láthatjuk a sorozatban mind alfa, mind bétabomlások is előfordulnak. Ezekre is igaz, hogy a bomlásokat kísér(het)ik gammafoton kibocsájtások, viszont az egész sorozatot tekintve – a tiszta urántól eltérően – már egészen jól mérhető. A gammasugárzás ugyanis az alfa és bétarészecskékkel szemben igen nagy áthatolóképességgel rendelkezik, tehát akár kőzetrétegeken keresztül is képes nagy távolságokat megtenni, emellett méréstechnikailag is igen könnyen kivitelezhető.

A fenti bomlási sort végignézve megtalálhatjuk a radon 222 tömegszámú izotópját, mely mindennapi életünkre is nagy hatással van. A Rn-222 is alfabomló, igen rövid, kevesebb mint 4 napos felezési idővel. Emellett kémiailag nemesgáznak nevezzük, tehát teljesen inert, gyakorlatilag nem lép reakcióba semmilyen más anyaggal. Ennek következményeképpen képes kidiffundálni a kőzetből, építőanyagból, bárhonnan, ahova valamilyen módon anyaelemei bekerültek. Ennek egyik következménye a következő képen látható:

Ezen kép alapján megránthatnánk a vállunkat, hogy ugyan minek azzal a 0,5%-os résszel foglalkozni? De lássuk be, hogy a tüdőrákos esetek 86%-át gyakorlatilag a dohányzás (aktív+passzív) adja, így a dohányzástól eltekintve a világ összes tüdőrákos esetének majdnem 4%-át csak ennek köszönhetjük. Ez még mindig nem tűnik soknak, de számokra vetítve ez világszerte évente mintegy 80000 tüdőrákos megbetegedést jelent.

Ha nem lép reakcióba, hogyan okoz tüdőrákot: Amennyiben a radongáz a tüdőben bomlik el, úgy ekkor már nem nemesgázként, hanem valamilyen szilárd anyagként lesz megtalálható a tüdő felületén, ahol a fizika törvényei szerint továbbhalad a bomlási soron, stabil állapotáig folyamatosan ionizáló részecskékkel bombázva a szövetet. Belátható, hogy ez egészségesnek semmiképpen sem nevezhető, és többek között ezért szabályozzák a radon-222 és leányelemeinek aktivitáskoncentrációját 300 Bq/m3-ben mind az otthonokra, mind a munkahelyekre nézve. Urántartalmú kőzetek esetén mindenképpen számítani kell arra, hogy a légtérben (pl egy bányavágat esetén, vagy egy pincében) a radon felgyűlhet, egész magas aktivitáskoncentrációt is elérve akár.

Az uránkutatásra visszakanyarodva keressünk módszert annak megtalálására: egyrészt az urán kémiai tulajdonságainak, valamint a geológiai formációkban már megismert előfordulási valószínűségének ismeretében jó közelítéssel be lehet határolni, hogy egy adott régióban van-e esély uránlelőhelyet találni. Ezután mintavételezés, majd laboratóriumi analízis következik, melynek segítségével megállapítható a megmintázott kőzet urántartalma. Ezen módszernek azonban megvan az a hátránya, hogy egyrészt elképesztően erőforrásigénes, másrészt sok esetben igen nagy szerencse kell a megfelelő minták megtalálásához. Kell tehát valamilyen hatékonyabb, gyorsabb módszer. Az eddigi ismereteink alapján mondhatjuk, hogy amennyiben egy területen emelkedett gammadózis mérhető (és nem Csernobil környékén járunk) akkor jó eséllyel emelkedett urántartalmú kőzettel van dolgunk. Hogyan lehet nagy területen, gyorsan elvégezni a feltérképezést?

Uránkutatás repülőről

A mecseki uránlelőhely 1953-as fellelése után felmerült, hogy további lelőhelyeket keressenek. Ám ez az imént ismertetett mintavétel – labormérés – elemzés módszerrel még egy olyan kis országban, mint a mienk is igen problematikus lenne. Ennek feloldására hasznos megoldást kínáltak a repülőgépek, mivel a megfelelő műszereket felszerelve gyorsan, igen nagy területen elvégezhető egy közelítő becslés, melynek segítségével a további vizsgálatokra érdemes helyszíneket fel lehet lelni. Magyarországon két alkalommal, 1956-ban és 1965-68 között végeztek ilyen, úgynevezett légradiometriai felméréseket, melyek alapján az ország gyakorlatilag összes hegyvidéki területéről képesek voltak közelítő adatokat szerezni, a háttérsugárzásban mérhető kiugrások felderítésével. Példaként lássunk két modern, hazai fejlesztésű berendezést melyek ilyen jellegű vizsgálatokra (is) alkalmasak lennének:

A következő ábrán ennek eredményét láthatjuk:

Amint az a képen is látszik, a Balaton felvidéken igen jelentős anomáliákat fedeztek fel már a legelső légiradiometriás mérések során is. Ennek megfelelően ezen a területen 1955-től kezdődően egészen 1982-ig folytattak próbafúrásokat, mintavételeket, hátha valami olyanra bukkannak mely akár még kitermelésre is érdemes. Így jutottak el Pécsely közelébe, ahol 1956-57-ben az Öreghegy közelében igen részletes kutatást végeztek, melyet a későbbiekben az első 1 km²-ről 9-re növeltek. Emellett a próbafúrások mellett egy kutatótáró is elkészült, mely alapján megállapították, hogy a kőzetben megtalálható urántartalom csupán 0,01% körüli, mely tulajdonképpen csak ércindikációnak számít. A kutatótáró így lényegében okafogyottá vált, bejáratát berobbantották, elfelejtették. Egészen nemsokkal ezelőttig, amikor egy idős bácsi elbeszélése alapján meglelték a bejáratot…

Köszönetnyilvánítás

Köszönetemet szeretném kifejezni dr. Magyar Imrének a cikk írásában nyújtott segítségéért.

Aki a terepen is szeretné megismerni a terület geológiai értékeit, kipróbálni a terepi sugármérő eszközöket, játékos kísérleteket végezni a sugárzó anyagokkal, azokat szeretettel várjuk 2021. szeptember 24-én 18 órától Pécselyen, a MTM Bakonyi Természettudományi Múzeuma és a Radioökológiai Tisztaságért Társadalmi Szervezettel közösen szervezett Kutatók Éjszakáján, ahol a geológiai és radioökológiai előadásokon és gyakorlati foglalkozásokon kívül denevérgyűrűzés is lesz! Fontos! Szeretnénk felhívni az érdeklődők figyelmét, hogy nincs lehetőség lemenni a táróba, mert fokozottan omlás- és sugárveszélyeses! A terepi méréseket kizárólag a bejárati zóna és a meddőhányó környékén végzünk.

A program ingyenes, de regisztrációhoz kötött, amit megtehetnek a katona.lajos@nhmus.hu email címen. A programmal kapcsolatos információkat a regisztráltaknak emailben küldjük ki.

Társzervezők:

Bakonyi Barlangkutató Egyesületek Szövetsége

Bakonyi Denevérvédelmi Alapítvány

Ajánlott irodalom:

Budai Tamás, Császár Géza, Csillag Gábor, Dudko Antonyina, Koloszár László, Majoros György, 1999: A Balaton-felvidék földtana. Magyarázó a Balaton-felvidék földtani térképéhez. pp. 1-257. link

Budai Tamás. Csillag Gábor 1998: A Balaton-felvidék középső részének földtana. A Bakony Természettudományos Kutatásának Eredményei 22: 1-96. link

Kiss János, Virágh Károly 1959: Urántartalmú foszfátos kőzet a Balaton-felvidéki (Pécsely) triász-összletben. Földtani Közlöny 89 (1): 85-97. link

Majoros György 1997: A Mecseki lelőhelyen kívüli uránkutatás Magyarországon. Földtani Kutatás 34 (3):15-18. link

térkép