CC BY
10
:ена и санитария 3/2009
С А. В. ЕГОРОВ, Н. В. КЛОЧКОВ, 2009 УДК 614.77:546.799.4]:543.42.062
А. В. Егоров', Н. В. Клочкова2
ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ РАДИОНУКЛИДОВ ПЛУТОНИЯ И АМЕРИЦИЯ-241 В ПОЧВАХ
'Ведущий научн. сотр. ГУП МосНПО "Радон", Москва (т. 324-0191); Ззав. лабораторией реагентной реабилитации территорий ГУП МосНПО "Радон" (т. 324-01-91)
В работе показана возможность экспресс-анализа изотопов плутония и америция-241. В основу разрабатываемого экспресс-анализа положено Х-спектрометрическое определение суммы изотопов плутония и у-спек-трометрическое определение радионуклида "'Am.
Ключевые слова: радионуклиды, плутоний, америций-241, экспресс-определение в почве
А. V. Yegorov, N. V. Klochkov. - RAPID ANALYSIS OF THE RADIONUCLIDES PLUTONIUM AND AMERICIUM-241 IN SOILS
The paper shows it possible to perform a rapid analysis of the isotopes of plutomium and americium-241. The basis of the developed rapid analysis is X-spectrometric determination of the amount of plutonium isotopes and y-spectrometric determination of the radionuclide 241AM.
Key words: radionuclides, plutonium, americium-241, rapid determination in soil
Основными источниками поступления плутония в окружающую среду являются испытания ядерного оружия, аварии на атомных электростанциях, выбросы на предприятиях ядерного топливного цикла [4, 7]. Деятельность предприятий ядерного топливного цикла приводит к локальному загрязнению почв, которое очень часто прослеживается на больших расстояниях от них.
К настоящему времени разработано значительное количество методик определения плутония [1—3, 5, 6, 8, 9] в объектах окружающей среды. Широкое использование в радиационно-гигиениче-ской практике получил а-спектрометрический метод [8], предусматривающий обязательное проведение предварительной радиохимической подготовки анализируемого образца с отделением плутония от мешающих а-излучателей. Завершающей стадией является приготовление образца электролитическим способом. Обладая несомненными достоинствами (высокая чувствительность, возможность изотопной идентификации плутония и др.), этот метод весьма трудоемок, требует большого расходования реактивов и, самое главное, длительного времени на подготовку счетного образца (иногда несколько дней). Представляет интерес разработанная методика определения плутония с использованием испускаемого им рентгеновского излучения (Х-излучения) [2, 5, 6]. Авторами [2] разработана у/Х-спектрометрическая методика для контроля загрязненности 24|Ат и Ри по предварительно найденному соотношению Ри/24|Аш. Принцип определения плутония по собственному рентгеновскому излучению в пробах почв, фунтов и в природных водных средах реализован в ряде работ [5, 6]. Во всех этих методиках предусматривается хотя и упрощенная, но все же еще достаточно длительная радиохимическая подготовка пробы с Х-спектрометрическим окончанием.
В задачи организаций, выявляющих загрязнения участков почв и занятых разработкой технологии их очистки, как правило, входит получение достоверной информации по уровням загрязнения. В этом случае требуется проведение большого объема измерений, что невозможно без использования экспрессного метода контроля. Для анализа почв с
повышенным загрязнением (по плутонию ~0,5— 20 Бк/г, америцию ~0,1—3 Бк/г) задача экспрессного контроля может быть решена путем прямого, без какой-либо химической подготовки, определения плутония и америция за время измерения, не превышающее 3 ч.
В основу разрабатываемого нами экспресс-анализа положено Х-спектрометрическое определение суммы изотопов плутония и у-спектрометрическое определение радионуклида 241 Ат. В таблице представлены данные о у- и Х-излучениях, испускаемых изотопами плутония и радионуклидом 291Ат.
Как следует из таблицы, вероятность эмиссии у-излучения радионуклидов плутония очень мала и его наблюдение по у-спектрам возможно только при очень высоких уровнях загрязнения (сотни кБк/кг). Эмиссия Х-излучения значительно выше, что позволяет снизить предел чувствительности определения плутония по сравнению с у-спектро-метрией на 2 порядка.
Из всех ХЬ линий для анализа плутония предпочтительно использовать линию ХЬр (соответствует энергии характеристического излучения Ь-се-
Данные о у- и Х-излучениях, испускаемых изотопами плутония и радионуклидом "'Am [2]
Радионуклид и тип излучения Т|Л, годы Энергия излучения, кэВ Вероятность эмиссии, I, %
"'Pu (а, у, X) 87,74 Y 43,5 39,3 (5) • Ю-»
XL, 13,6 4,1 (6)
ХЦ, 17,2 5,61 (7)
"'Pu (а, у, X) 24 НО у 38,67 1,046 (14) • 10-
у 51,62 2,736 (14) - 10-
XL, 13,6 1,65 (1)
ХЦ, 17,2 2,30 (1)
24»Ри (а, у, X) 6530 У 45,2 45,3 (6) • 10"3
XL. 13,6 4(4)
ХЦ, 17,2 4,84 (7)
!«Ри (а, у, X) 373 510 XL. 13,6 —
XL,, 17,2 —
и|Ат (а, у, X) 432,2 у 26,34 24 (0,8) ■ 10.,
(продукт рас- у 59,54 36 (0,7)
пада J4'Pu) XL. 13,9 13 (0,8)
XL» 17,7 19 (0,8)
300-
250-
200-
рии урана иЬр — 17,2 кэВ) с наибольшим выходом излучения. Для анализа 24|Ат вне конкуренции у-линия 59,54 кэВ.
Излучение плутония и америция детектировали и идентифицировали с помощью полупроводникового спектрометра с детектором на основе чистого германия. В состав спектрометра входили: дозиметр ППД типа БДРГ-36-360 с площадью окна 1000 мм2, с разрешением на ли- 150-нии 5,9 кэВ 360 эВ, с рабочим диапазоном регистрации 3— 600 кэВ; спектрометрический тракт СУ-03П; плата, встроенная в компьютер типа 1ВМ РС; программное обеспечение ЬБЯМ.
В качестве измерительной емкости использовали пластмассовую кювету типа чашки Петри с внутренним диаметром 50 мм, высотой 20 мм и ложным днищем, выполненным из фторопластовой пленки толщиной 0,1 мм. Масса пробы составляла 10 г, что соответствует близкой к оптимальной поверхностной плотности (0,5 г/см2).
Спектрометр настраивали на регистрацию излучения в 7 участках (зонах) спектра.
На рисунке показан спектр пробы, содержащей плутоний и америций. 2-я и 3-я зоны предназначены для определения скоростей счета ХЬр в пике плутония (17,2 кэВ) и америция (17,7 кэВ). 6-я зона выделяет у-линию 241Аш (54,54 кэВ). По скоростям счета в 1-й и 4-й зонах рассчитывают фон под пиками ХЬр-изучений, по 5-й и 7-й зонам находят фон под у-линией америция.
Для анализа использовали относительный способ измерения активностей с предварительной калибровкой по твердым стандартным образцам сравнения плутония и америция. Образцы сравнения приготавливали путем добавления аликвоты образцового радиоактивного раствора соответствующего радиоизотопа к рассчитанной навеске оксида алюминия с последующим высушиванием и перемешиванием. Удельные активности приготовленных образцов составили 182 Бк/г по 239Ри и 221 Бк/г по 241 Аш.
Формула для расчета активности америция ААт:
Ад™ = 1/Х
■уЛт
N.
где = Ы6 - (N5 + Ы7)/2; N5, Ы6, N7 - скорость счета в 5, 6 и 7-й зонах (в имп/с); ХтАт = М^/А^ — коэффициент пропорциональности, рассчитываемый по измерениям набора импульса у-излуче-ния МстАт и удельной активности образца сравнения Аш^.
При расчете активности плутония следует учитывать влияние ХЬр-излучения америция (3-я зона) на плутоний (2-я зона). В силу этого в формулу для
63,0
Спектр пробы почвы, содержащей Ри и 2<1Ат.
1—7— зоны спектра. По оси абсцисс — энергия (в хэВ), по оси ординат — скорость счета (в усл. ед.).
расчета активности плутония Ар„ ввели дополнительную величину, связанную с активностью америция:
А* = 1/ХхРи • (N2 - N(14, - а ' ХхАп, • Ад,,,), (2)
где — набор импульсов во 2-й зоне; Т^ — набор импульсов фона под пиком ХЬр плутония, рассчитанный по измерениям наборов импульсов в 1-й и 4-й зонах; а — вклад ХЦ-излучения америция, определяемый как а = N^/N3^ (1М2стАт и -наборы импульсов во 2-й и 3-й зонах от образца сравнения америция); ххРи = ^мп/А^ — коэффициент пропорциональности между величиной активности и набором импульсов во 2-й зоне от образца сравнения плутония; ХхАт = Мэстлт/Астлт -коэффициент пропорциональности между величиной активности и набором импульсов в 3-й зоне от образца сравнения америция.
Порог чувствительности и точность предлагаемой экспресс-методики обусловлены главным образом случайной погрешностью. Порог чувствительности для плутония и америция составляет соответственно 0,3 и 0,03 Бк/г за время измерения 9600 с (2 ч 40 мин). При необходимости точность может быть повышена за счет увеличения времени измерения.
Экспресс-методику опробовали на загрязненных почвах одного из объектов ядерного топливного цикла. Исходную пробу почвы проанализировали а-спектрометрическим методом с предварительным радиохимическим выделением плутония и америция-241. Данные анализа: Ри — 17 ± 3,2 Бк/г, 24|Ат — 2,7 ± 0,5 Бк/г. Результаты, полученные с применением экспресс-анализа, составили для Ри 18,4 ± 1,8 Бк/г, для 24,Аш 2,7 ± 0,3 Бк/г, что удовлетворительно согласуется с результатами а-спектрометрического определения.
(1)
гиена и санитария 3/2009
Залючение
Предложен инструментальный метод экспресс-анализа почв, загрязненных радионуклидами плутония и америция, с использованием одновременного Х-спектрометрического определения суммы изотопов плутония (238Ри, 239Ри, 240Ри) и у-спектро-метрического анализа радионуклида 24|Аш в диапазоне 0,5—20 Бк/г по Ри и 0,1—3 Бк/г по Агп.
Экспрессность метода (время измерения 2 ч 40 мин вместо нескольких суток или нескольких недель, как в случае а-спектрометрического анализа с предварительным радиохимическим выделением) позволяет выполнять большой объем анализов проб, необходимый при контроле уровня загрязнения или отработке технологии очистки почв, загрязненных плутонием и америцием.
При незначительных доработках метод может быть использован для анализа плутония и америция в жидких продуктах.
Литература
1. БахурА. Е., Мануйлова Л. И., Зуев Д. М. и др. //АН-РИ. - 2003. - № 2. - С. 2-8.
2. БушуевА. В. и др. Развитие у/Х-спектрометрической методики для контроля загрязненности почв 241Аш и Ри / Препринт МИФИ 013-96. - М., 1996.
3. Воробьев Г. В., Иваницкая М. В., Миронов М. В., Романов С. А. Плутониевая экономика: выход или тупик / Под ред. Н. И. Мироновой. — Челябинск, 1992.
4. Воробьев Г. В., Дмитриев А. М., Дьяков А. С., Ершов Ю. И. Плутоний в России. Экология, экономика, политика. Независимый анализ. — М., 1994.
5. Коренное И. П., Шатохин А. М., Егоров А. В., Умня-шова Е. Е. // Экспрессное Х-спектрометрическое определение активности плутония в почве, грунтах и донных отложениях с радиохимической подготовкой. ГУП Мое НПО "Радон". - М-467-04. — М., 2003.
6. Коренков И. П., Прозоров Л. Б., Шатохин А. М., Егоров А. В. // Гиг. и сан. - 2006. - № 2. - С. 72-76.
7. Королькова Н., Тарараева Е. Современные данные о токсичности плутония. Бюллетень центра общественной информации по атомной энергии (БЦОИАЭ) 1/96. - С. 29-30.
8. Методика выполнения измерений объемной активности изотопов плутония (239+240, 238) в пробах природных вод альфа-спектрометрическим методом с радиохимическим выделением. Инструкция НСАМ № 407-ЯФ. ВИМС. - М., 1999.
9. Руководство по методам контроля за радиоактивностью окружающей среды / Под ред. И. А. Соболева, Е. Н. Беляева. — М., 2002.
Поступила 30.05.08
Гигиена труда
С Г. г. ОНИЩЕНКО, 2009 УДК 613.6(470+571)
Г. Г. Онищенко
СОСТОЯНИЕ УСЛОВИЙ ТРУДА И ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ РАБОТНИКОВ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
'Руководитель Роспотребнадзора, главный санитарный врач РФ (Москва, Вадковский пер., 18/20, т. 499-973-18-26)
Вопросы создания здоровых и безопасных условий труда постоянно находятся в сфере внимания всех уровней государственной власти. Одним из приоритетных направлений демографической политики, проводимой Правительством Российской Федерации, является снижение смертности и травматизма от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний путем обеспечения безопасных условий труда. В настоящее время уровень смертности населения трудоспособного возраста от неестественных причин (несчастные случаи, отравления и травмы, в том числе производственно обусловленные) в 2,5 раза превышает показатели развитых стран и в 1,5 раза — развивающихся.
Самыми неблагоприятными условиями остаются условия труда в угольной, судостроительной промышленности, черной и цветной металлургии, в сельском хозяйстве, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, промышленности строительных материалов, строительно-дорожном машиностроении, лесозаготовительной промышленности, энергетическом машиностроении, общем строительстве. Проводимые проверки выявляют низкий уровень санитарной культуры, производственной дисциплины, отсутствие комплекса санитарно-профилактических мероприятий, а также слабое знание руководителями малого бизнеса и частных предприятий требований санитарного законодательства. В 2006 г. в Российской Федерации среди медработников зарегистрировано 357 случаев профессиональных заболеваний, из которых 196 случаев — туберкулез органов дыхания, 39 — вирусный гепатит. Несмотря на то что количество профессиональных заболеваний ежегодно снижается, идет процесс недо-выявления случаев профессиональных заболеваний. Ключевые слова: гигиена труда, профессиональная заболеваемость
