CC BY
19
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №03-3/2017 ISSN 2410-700Х_
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 539.1.05
Буриев Нодир Назиржонович
соискатель Международного центра ядерно-физических исследований Физико-технического института им. С.У.Умарова Академии наук Республики Таджикистан,
Москва
[email protected] Буриев Назиржон Тошпулатович
канд.физ.-мат. наук, доцент, заведующий Международным центром ядерно-физических исследований Физико-технического института им. С.У.Умарова Академии наук Республики Таджикистан, Душанбе Хасанов Тимур Абдурахимович старший научный сотрудник Международного центра ядерно-физических исследований
Физико-технического института им. С.У.Умарова Академии наук Республики Таджикистан, Душанбе
ОЦЕНКА СКОРОСТИ ОСАЖДЕНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ
В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ
Аннотация
Представлены обоснование и теория упрощенной оценки скорости осаждения техногенных радионуклидов из состава принесённых аэрозолей в условиях высокогорья, его зависимость от геологических особенностей и замкнутости горного ущелья, циркуляционных и турбулентных атмосферных процессов.
Ключевые слова
радионуклиды, концентрация, осаждение, миграция.
При исследовании образцов проб пищевых дикорастущих растений и сопутствующих материалов, отобранных в высокогорных районах, наиболее высокое содержание техногенного радионуклида Цезий-137 было обнаружено в пробах отобранных на склонах гор ущелья реки Сиома [1]. Это объяснялось геологическими особенностями ущелья, которое окружёно высокими горными массивами и имеет замкнутую форму протяжённостью более 15 км в длину с единственным узким проходом, что способствовало засасыванию в глубокое горное ущелье пылевых бурь, их длительной циркуляции там вместе с воздушными массами, и далее охлаждаясь, практически полному осаждению радионуклидов на поверхность ледников, снежников, растительности и почвы. Затем радионуклиды смывались талыми водами и атмосферными осадками в почву, и через корневую систем мигрировали в растения и накапливались в них.
К настоящему времени описаны две основные теории переноса частиц в атмосфере - гравитационная и диффузионная, и выбор механизма переноса определяется размерами частиц. Гравитационное осаждение частиц принято рассматривать как падение частицы в неподвижной атмосфере. Для частиц гравитационно-диффузионного спектра обычно используются модели, разработанные в рамках теории атмосферной турбулентной диффузии. Как правило, каждая модель применима только к определенной фракции всего спектра частиц, выносимых в атмосферу. Кроме того, в литературе [2] не указываются пределы применимости гравитационной и диффузионной теорий переноса, но, очевидно, что должны существовать критерии законности применения этих теорий в зависимости от параметров этих частиц, либо от
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №03-3/2017 ISSN 2410-700Х_
процессов, происходящих в самой атмосфере.
Для описания механизма переноса радионуклидов разработана модель гравитационного осаждения частиц в переменном и циркулирующем поле ветра. Из-за невозможности учета циркуляционных процессов, за начальный момент времени принято его окончание, и дальнейшее поведение радионуклидов обусловлено только гравитационными силами действующими на всей высоте ветром. При этом предполагалось, что все радионуклиды в составе аэрозоля движутся к земле по почти параллельным траекториям, и их перемещение определялось вертикальной составляющей скорости падения, горизонтальной составляющей скорости, направлением ветра, а так же добавкой к горизонтальной составляющей за счет влияния циркуляционных и турбулентных атмосферных процессов.
Скорость осаждения радионуклидов в поле силы тяжести зависит от взаимодействия между силой сопротивления атмосферы и силой плавучести, с одной стороны, и его весом - с другой:
где: V - объем частицы радионуклида;
Рр - плотность частицы радионуклида; g - ускорение свободного падения; Ра - плотность воздуха; А - площадь поперечного сечения;
СD - коэффициент лобового сопротивления, который является функцией Рейнольдса:
2ра(И)г .
Re =
Ра(А)=Р«о ехР
где: г - радиус частицы радионуклида;
ц - коэффициент динамической вязкости воздуха.
Зависимость скорости осаждения радионуклидов от высоты аэрозольного облака определяется изменением плотности воздуха и коэффициента динамической вязкости. Плотность воздуха меняется по закону:
mgh А'[Г0-ДГ(А)]_
где Ра - плотность воздуха и Т - температура при h=0, соответственно; m - усредненная масса "молекулы" воздуха; AT(h) - изменение температуры от высоты.
В предлагаемой нами модели гравитационного осаждения предполагается, что все рассматриваемые частицы радионуклидов имеют одинаковую плотность и сферическую форму. Время осаждения радионуклидов обратно пропорционально скорости их осаждения. Замкнутость пространства циркуляции воздушных масс в едином пространстве также способствует накоплению осаждаемых радионуклидов и повышению их концентрации на осаждаемой поверхности.
Полученные результаты [3] хорошо согласуются с данной моделью, поскольку максимальные значения техногенных радионуклидов цезия-137 и стронция -90, обнаруженные в разнообразных пробах пищевых дикорастущих растений и сопутствующих материалов, отобранные в замкнутом ущелье реки Сиома в несколько раз превышают аналогичные показатели проб, отобранных в сквозных ущельях рек Каратаг, Ханака и Ромит.
Список использованной литературы 1. Буриев Н.Н., Буриев Н.Т., Хасанов Т.А. Осаждение природных радионуклидов в высокогорных условиях Таджикистана. Сборник статей Международной научно-практической конференции «Инновационные исследования: проблемы внедрения результатов и направления развития» (23.02.2016 г., г. Киров РФ), МЦИИ Омега Сайнс. -Уфа: -2016. -Ч.1. -С.3-5.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №03-3/2017 ISSN 2410-700Х
2. Шепотенко Н.А. Механизмы переноса частиц и формирования полей загрязнения, обусловленного техногенными атмосферными выбросами. Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. физ.-мат. наук. - Томск. -2003. -26 с.
3. Буриев Н.Н., Буриев Н.Т., Хасанов Т.А. Влияние замкнутости ущелья на процесс осаждения радионуклидов в условиях высокогорья и их миграцию в пищевые дикорастущие растения. Сборник статей Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в науке нового времени» (08.08.2016 г., г. Новосибирск РФ), МЦИИ Омега Сайнс. -Уфа: - 2016. -Ч.2. -С.3-5.
© Буриев Н.Н., Буриев Н.Т., Хасанов Т.А., 2017
УДК 51-7
Гусев Андрей Леонидович
док. тех. наук, профессор ФГБОУ ВО ПГНИУ, г. Пермь, РФ E-mail: [email protected]
МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛОГ МОДЕЛИ МИРОЗДАНИЯ
Аннотация
Приводится математический аналог модели Мироздания при некоторых гипотезах о Мироздании, взятых за аксиомы. Используется аналогия с трёхмерным пространством, как составляющим элементом Мироздания. На основе математической модели даются трактовки таких понятий как человек, душа, информация, чёрная дыра, большой взрыв, случайность и так далее. Автор приходит выводу, что математическая модель Мироздания имеет ряд упрощений по сравнению с реальной единой динамической системой, коей и является в действительности Мироздание.
Ключевые слова
бесконечное многообразие, единая динамическая система, пространство, саморазвитие,
самовосстановление, человек, душа.
Введение.
Математика применяется для различных исследований в самых разных областях человеческой деятельности. Математика является тем инструментарием, с помощью которого описываются объекты общей природы, их взаимосвязь и т. д. Математика оперирует такими понятиями как многообразие и бесконечность. Хотя не один математик не может в точности представить себе и объяснить, что такое бесконечность, определяя её интуитивно. Возможно, математика поможет приблизиться к пониманию, что такое Мироздание.
1. Гипотезы и аксиомы.
Выдвигаем гипотезы и принимаем их за аксиомы: 1. Мирозданию свойственно многообразие и бесконечность (бесконечное многообразие); 2. Мироздание является единой динамической системой с функцией самовосстановления в постоянном саморазвитии, состоящей из элементов. Мироздание либо развивается (расширяется, прогрессирует) многообразно и бесконечно. Либо Мироздание регрессирует (сужается, деградирует) и в конечном итоге - самоуничтожается, чтобы самовосстановиться. Скорее всего, Мироздание имеет чувство самосохранения и поэтому может бороться за «выживание», т.е. уничтожать свои элементы (свои составные части), которые могут привести его к регрессу.
