CC BY
9
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
К ВОПРОСУ ОБ ОПРЕДЕЛЕНИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОАКТИВНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
А. С. Зыкова, В. А. Счастный, Г. П. Ефремова
При измерении активных аэрозолей в атмосферном воздухе необходимо учитывать активность естественных аэрозолей. Известно, что в воздухе присутствуют природные радиоактивные газы радон, торон, в ничтожном количестве актинон и продукты их распада. Если сами газы не связаны с аэрозолями и находятся в воздухе в виде отдельных атомов, то продукты их распада на 60—85% связаны с аэрозолями.
Большой фактический материал по радиоактивности воздуха собран в работе Е. К- Федорова и В. И. Баранова. По материалам, собранным из разных источников, концентрация радона в приземном слое атмосферы колеблется от 0,05 • 10—13 до 5- 10—13, а содержание торона составляет 0,5- 10—13 С/л.
Раздельный анализ продуктов распада радона, уловленных на фильтрах в районе Москвы, показал, что их содержание составляло 1 марта 1952 г. RaA — 1,53 • 10—13 С/л; RaB — 0,058- 10-13 С/л; RaC — 0,19- 10-13 С/л; 9 марта 1952 г. RaA — 1,2 • 10-13 С/л; RaB — 0,1 • Ю-13 С/л; RaC — 0,6 • 10-13.
Других данных о концентрациях естественных радиоактивных аэрозолей в атмосферном воздухе в литературе мы не встречали.
, Нами были исследованы концентрации естественных радиоактивных аэрозолей по радиусу к юго-западу от Москвы в четырех пунктах на расстоянии 125, 100, 90 и 45 км. Пробы воздуха отбирали аспирационным способом на высоте 1,5 м от поверхности земли на фильтры типа ФПП-15. Поверхность фильтра 12,5 см2. Продолжительность отбора проб колебалась от 10—20 до 30—60 минут. Скорость про-
л
сасывання воздуха через разные фильтры изменялась от 8 до 14,5-:—р-Пробы
MHH/CM"
возможно скорее, но не ранее чем через 10—15 минут после окончания отбора, доставляли на радиометрический пункт. Фильтры не подвергались какой-либо химической обработке, так как требовалось быстрое измерение проб. Всего было отобрано 68 проб. Измерение фильтров по ¡3-активности производилось с помощью счетчика МСТ-17; измерение по а-активности велось с использованием сцинтилляционной приставки П-349-2.
Измерения показали, что радиоактивные аэрозоли, которые накапливались на фильтрах, довольно быстро распадаются. Поэтому были сняты кривые распада и определены периоды полураспадов для нескольких проб. Из кривых распада следует, что средний период полураспада ¿- и а-активных проб равняется 35 минутам. Полученные периоды полураспадов приблизительно совпадают с литературными данными. В докладах зарубежных ученых на Женевской конференции период полураспада для естественных а-активных аэрозолей указан в 30 минут.
Е. К. Тсивоглу, X. Е. Эйер, Д. А. Халидей (Tsivoglou, Ayer, Holaday) приводят несколько значений периодов полураспада естественных радиоактивных аэрозолей. Так. для одной а-активной пробы период полураспада равен 45 минутам после часовой выдержки, затем он уменьшается до 28,5 минуты. Авторы указывают, что в случае неравномерной смеси радона и его дочерних продуктов t -активность на фильтре в течение первых 10 минут измерения может сильно уменьшаться, затем выходить на некоторое плато (в течение 20—30 минут) и потом распадаться с периодом полураспада 40 минут. Это замечание существенно, так как трудно предположить, чтобы в атмосфере было полное равновесие между продуктами распада радона и торона (продуктов распада актинона ничтожно мало). Практически нам удавалось измерять распад проб не ранее чем через 15 минут после окончания отбора пробы. Поэтому мы могли не заметить указанного плато.
При приведении числа импульсов в минуту от наших фильтров к моменту окончания отбора пробы мы не учитывали сложного характера кривой распада и пользовались соотношением:
No = Nt ,еМ ,
где N0 — число имп/мин в момент окончания отбора пробы; Nt — измеренное число
0,693
имп/мин; л. =-(мин—1); t — время (в минутах) между началом измерения и ко»-
35
цом отбора пробы; е — основание натурального логарифма.
Такое приближение дает ошибку не более чем ±20%.
Активность фильтров в момент окончания отбора пробы мы рассчитывали по формулам абсолютного метода расчета активностей. Поправки на геометрические условия для точечных источников при наших измерениях были следующими: для ¿-активных проб — а>1 = 0,094, для а -активных проб — шг = 0,38.
С учетом размеров фильтров эти поправки, найденные из таблиц Петржака и Бака, оказались при измерении {3-активности—¡¿1=0,035, при измерении а-активности— ¡¿2 = 0,15.
Эффективность сцинтилляционной приставки равнялась 50% (определялась по плутониевому эталону).
При расчете удельной активности в воздухе нужно учитывать тот факт, что на фильтре в процессе аспирации одновременно с накоплением активности идет ее распад. Распад и накопление можно определять следующим образом: пусть концентрация
аэрозолей в воздухе <2С,Л ¡тогда ежеминутно на фильтр будет садиться (2 • V ■ ( 1—тт-)С,
V 10°/
где V — скорость просасывания воздуха через всю поверхность фильтра (в л/мин); К—коэффициент проскока в процентах (берется из табл. 1). Если воздух протягивался в течение мин., то активность на фильтре в момент окончания отбора пробы будет:
Таблица 1
Коэффициенты проскока для филы ров тип* ФПП-15
где X — постоянная распада данных радиоактивных аэрозолей.
Объем исследованного воздуха приводился к нормальным условиям.
Фильтры типа ФПП-15 не задерживают полностью аэрозолей, особенно при больших скоростях просасывания воздуха. Поэтому мы определяли коэффициенты проскока фильтров (путем просасывания воздуха через два последовательно поставленных фильтра). Результаты представлены в табл. 1.
Наш расчет удельной концентрации а-активны,х аэрозолей з воздухе не учитывает поглощения а-частиц в ткани фильтра, а также повышения эффективности сцинтилляционной установки по сравнению с эффективностью к плутониевому эталону. Был произведен контрольный расчет с учетом указанных явлений по формуле Ф. К. Ловочкина. Оказалось, что наши данные были на 25% больше контрольных. Таким образом, точность полученных удельных аэрозолей вполне достаточна для
Скорость просасывания воздуха Коэффициент проскока Для а-ак-
л/мин. см1 см/сек (в процентах) для $-актнвных аэрозолей тнвных аэрозолей
8 133 _ 9
11—13 183—217 10 11
14 242 20 13
концентраций дозиметрических
Таблица 2
Удельные концентрации естественных радиоактивных аэрозолей в районе Москвы
радиоактивных измерений при-
Рассто- Количе
яние от стио
Моск- отоб-
вы ранных
(в км) проб
125 100 90 45
8 46 4 10
Удельная (3-актив- Удельная я-актив-
ность аэрозолей ность аэрозолей
Ф " 10—13 С/л Ус Ю-13 С/л
мини- макси- к мини- макси- К К
маль- маль- маль- маль-
ная ная к ная ная а>
и о
6 11 8,5 8,5 11 9,5
0,5 7,4 2,8 0,9 8,5 3,9
0,8 3,4 2 1,1 1,6 1,3
0,6 1,7 1 0,2 3 1,1
естественных измерений. Результаты ведены в табл. 2.
Данные табл. 2 указывают, что удельные концентрации естественных радиоактивных аэрозолей колеблются в довольно широких пределах; по ¿-активности от 0,5-Ю-13 до 11 • 10—13 С/л; по а-активности от 0,2-10—13 до 11-10—13 С/л. Средние удельные концентрации естественных радиоактивных аэрозолей оказались следующими:
£?р = 3,1 • Ю-13 С/л, <За = 4,0 • 10—13 С/л.
Таким образом, полученные средние удельные концентрации естественных радиоактивных аэрозолей совпадают с литературными данными.
ЛИТЕРАТУРА
Бочкарев В. В. и др. Измерение активности источников, бета- и гамма-излучений. М., 1953.— Гусев Н. Г. В кн.: Труды по применению радиоактивных изотопов в медицине. М., 1953, стр. 12—36. — 3 о л о т у х и н а Р. Я., Левочки н Ф. К. В кн.: Тезисы секционных докладов Всесоюзной конференции по медицинской радиологии. Гигиеническая секция. М., 1956, стр. 30. — П е т р ж а к К. А., Бак М. А. Журн. техн. .физики, 1955. т. 25, № 4, стр. 636. — Т s i v о g 1 о u Е. С., А у е г Н. Е., Н о I a d а у D. А. Nucleonics, 1953, v. 11, p. 40.
Поступила 8/VII 1957 г.
"it "if "if
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО РАДИОАКТИВНОГО ФОНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА, ОБУСЛОВЛЕННОГО АЭРОЗОЛЯМИ 1
А. 3. Белоусов, Ю. В. Новиков, В. Ф. Орешко, Б. И. Поливода
Из Московского научно-исследовательского института санитарии и гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР
Изучению радиоактивного фона, атмосферного воздуха, обусловленного коротко-живущими изотопами, уделялось мало внимания. Однако это нельзя признать правильным, поскольку радиоактивный фон, обусловленный короткоживущими изотопами, может в ряде случаев достигать большой величины, значительно превышая радиоактивность, обусловленную долгоживущими изотопами. При этом следует учитывать, что при атомных и водородных взрывах образуется огромное количество короткоживущих изотопов, что приводит к повышению радиоактивного фона атмосферы.
Таким образом, изучение радиоактивности атмосферного воздуха, обусловленной короткоживущими изотопами, представляет большой интерес как с научной, так и с практической точек зрения. Кроме того, систематические наблюдения радиоактивного фона, обусловленного короткоживущими изотопами, позволят более точно характеризовать и степень загрязнения долгоживущими изотопами, обеспечить возможность дальнейшего уточнения методов их определения и оценки их концентраций.
Из методов определения короткоживущих аэрозолей в воздухе, описанных в литературе, следует указать на работу В И. Баранова, который измерял радиоактивность атмосферы по методу осаждения твердых продуктов распада эманации на отрицательно заряженной проволоке. Активированная проволока наматывалась на барабан и помещалась в ионизационную камеру электрометра. Харли (Х Наг1еу) определял продукты распада радона путем просасывания воздуха через бумажный фильтр и последующего измерения накопившейся на них •г-активности сцинтилляционным счетчиком. Хаксель (О. Нахе1) использовал фильтр с фильтровальной бумагой, содержащей порошок асбеста или янтаря. Эти фильтры обладают свойством поглощения радиоактивных продуктов распада эманаций. По изменению активности фильтра во времени автор делал заключение о природе присутствующих радиоактивных веществ. , В своих исследованиях мы воспользовались аспирационным методом отбора проб
воздуха. Установка для отбора проб состоит из специального патрона для фиксации фильтра, реометра для замера просасываемого воздуха и насоса (ротационная воздуходувка системы Московского нефтяного института имени Губкина). Для создания герметичности в патроне к его основанию следует припаять сетку, а сверху наложить резиновую прокладку, чтобы фильтр зажимался между прижимным диском и прокладкой.
Отбор двух проб производился одновременно: одна для измерения р-активных аэрозолей, другая — о-активных. В качестве фильтра была применена фильтрующая •ткань ФПП-15, обладающая сопротивлением потоку воздуха при скорости 0,05 л/мин на 1 см2 1,5±0,2 мм водяного столба. Коэффициент проскока аэрозолей не выше 0,1% при вышеуказанной скорости. Ткань гидрофобна, устойчива по отношению к кислотам и щелочам, неустойчива по отношению к маслам и органическим растворителям. Максимально допустимая температура 50°. Подкладка фильтра марлевая.
Фильтр диаметром 40 мм закрепляли в патрон свинчиванием его частей и подключали к реометру. После прососа заданного количества воздуха патрон развинчивали, фильтр осторожно извлекали и измеряли его активность.
Измерения р-активности фильтра производили с помощью торцового счетчика типа Т-25 БФЛ с толщиной окна 2 мг/см2 на установке Б, а а-активность измеряли на сцинтилляционной приставке универсального радиометра «Тисс». Диаметр окна торцо-
1 Печатается в порядке обсуждения. — Ред.
