CC BY
72
УДК 550.835.24
А.И. Булнаев, С.А. Тарасов, И.А. Тарасов, И.А. Мироманов, М.А. Мироманов
РАДОН В СЕВЕРОМУЙСКОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТОННЕЛЕ
Приведены результаты изучения содержания и распределения радиоактивного газа - радона в Северомуйском тоннеле на БАМе. Установлены источники поступления эманации в горные выработки, выявлены зоны аномальных концентраций радона, даны рекомендации по снижению уровня объемной активности радона в транспортном тоннеле и транспортно-дренажной штольне.
Северомуйский тоннель (СМТ) является уникальнейшим сооружением Байкало-Амурской железнодорожной магистрали. Горно-геологические условия проходки тоннеля по своей сложности не имеют мировых аналогов среди ему подобных. Пятнадцатикилометровый тоннель строился 30 лет и в 2003 году был введен в эксплуатацию. Стоимость строительства тоннеля многократно превысила плановые цифры, при этом значительную долю этой стоимости составили затраты на разработку и реализацию системы вентиляции горных выработок. Как показала практика эксплуатации тоннеля, эта система вентиляции работает недостаточно эффективно.
Район строительства тоннеля расположен на северо-восточном фланге Байкальской рифтовой зоны в пределах Муя-кан-Ангараканской горной перемычки [1]. Северо-Муйский хребет в районе тоннеля сложен гранитоидами конкудеро-мама-канского комплекса, представленными в основном средне- и мелкозернистыми биотитовыми иногда порфировидными гранитами и гранито-гнейсами со скиалитами.
Главной причиной, осложнявшей строительство тоннеля, была густая сеть обводненных разломов Муякан-Ангара-канского горста. Мощность отдельных трещин и зон варьировала от первых сантиметров до десятков и даже сотен метров. Строение зон неоднородно как по простиранию, так и по падению. Представлены они перемежающимися блоками разной степени трещиноватых гранитов с гранитами, раздробленными до щебня и глины.
Восточное и западное плечи транспортного тоннеля (ТТ) не одинаковы по
длине: первое - 9 км, второе - около 7 км. Оба плеча имеют небольшие уклоны для стока дренажных вод (рис. 1,А). Из транс-портно-дренажной штольни (ТДШ) по всей длине выработки пробурены скважины, по которым дренажные воды отводятся от тоннеля. По дну ТДТТТ между рельсами узкоколейки проходит канал, по которому подземные воды стекают к порталам. Водоприток в тоннель составляет около 8500 м3/ч.
В 2005-2006 гг. Восточно-Сибирским филиалом государственного учреждения здравоохранения «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии по транспорту» в содружестве с ГОУ ВПО «Иркутский государственный медицинский университет» проведены работы с целью обоснования оздоровительных мероприятий для работников, осуществляющих эксплуатацию Северомуйского железнодорожного тоннеля. В результате обследования было установлено, что концентрация радиоактивного газа радона и дочерних продуктов его распада (ДПР) в воздухе транспортного тоннеля и транспортно-дренажной штольни достигают значений, превышающих предусмотренные действующими нормами радиационной безопасности [3]. На основании полученных данных были даны рекомендации, требующие изменений в системе вентиляции ТТ и ТДТ , условий работы и оплаты труда обслуживающего персонала.
Высокая затратность предлагаемых путей и способов решения «радоновой проблемы» явилась основанием для проведения дополнительного радиационного обследования Северомуйского тоннеля с це-
Севсро-Муйский хребет
Гольцовый тектоническиII блок
Западный тектонический блок
2П
Ш!
Восточный тектонический блок
Западное плечо
гЧ 11 -к^ , г ^_
Восточное плечо
Рис. 1. Схематические разрезы Северомуйского тоннеля:
А - продольный геологический разрез, в разрезе вскрыт массив гранитов (общий фон), разбитый несколькими системами разрывных нарушений (пунктирные линии);
Б - поперечный разрез, показывающий взаимное расположение транспортного тоннеля (ТТ), транспортно-дренажной штольни (ТДШ) и соединяющих их выработок
лью районирования ТТ и ТДШ по степени радоноопасности, выявления мест с наибольшей концентрацией радона и ДПР, установления и локализации источников поступления радона в горные выработки. Эти задачи решены лабораторией радиационного контроля (ЛРК) Иркутского государственного технического университета в ходе выполнения работ по договору с Иркутским государственным университетом путей сообщения.
В соответствие с договором обследование СМТ было проведено в два этапа -летний и зимний, при разных режимах работы системы вентиляции: летом ворота порталов тоннеля постоянно открыты и вентиляторы работают на удаление через них поступающего из шахтных стволов воздуха, зимой порталы закрыты и проводится принудительная вентиляция.
Летний этап радиационного обследования ТТ и ТДШ проведен с 10 по 20 августа 2006 г. для сравнения полученных данных с результатами обследования в августе 2005 г. железнодорожной СЭС.
Для измерения распределения радона в атмосфере ТТ и ТДШ в летний период использовался радиометр РРА-01М-03 №
25406, позволяющий измерять объемную активность радона в воздухе в диапазоне от 20 до 2^104 Бк/м3 с относительной погрешностью (Р=0.95) не более ±30% [2]. Режим работы радиометра: отбор пробы воздуха в измерительную камеру с помощью воздуходувки - 5 мин; анализ пробы и выдача результата на дисплей - 20 мин. Кроме значения объемной активности радона в точке наблюдения и погрешности ее измерения прибор показывает и «запоминает» количество зарегистрированных а-218
частиц Ро - продукта распада радона (НхКп), количество а-частиц 216Ро - продукта распада торона (НхТп), температуру, давление и относительную влажность воздуха, а также номер самого измерения. Прибор хранит в оперативной памяти результаты до 1500 измерений.
Режим измерений, позволяющий выполнять не более 20 точек наблюдения за смену, определил разный шаг наблюдений в ТТ и ТДШ:
- в ТДШ, где воздухообмен происходит медленнее, чем в тоннеле, измерения объемной активности Яп выполнялись через 100 м при высоких концентрациях и через 200 м при пониженных;
- в ТТ, где воздухообмен происходит и за счет работы системы вентиляции, и при прохождении поездов, шаг наблюдений равнялся 400 м.
Точки наблюдений привязывались к пикетам, закрепленным на стенках выработок через каждые 100 метров.
Результаты измерений объемных активностей радона (ОАР) и пересчитанные из них значения эквивалентных равновесных объемных активностей дочерних продуктов распада (ЭРОА) радона (коэффициент пересчета Б=0.5) представлены на рис. 2-5.
Установлено, что в восточном плече ТДШ (рис. 2) распределение радона и значения объемной активности 222Яи постепенно увеличивались от 1500 до 3500 Бк/м3 в интервале от ПК 88+00 до ПК 77+00, а на интервале от ПК 77+00 до ПК 75+00 скачкообразно возросли до 10000 Бк/м3. Скачок концентраций радона произошел с началом зоны интенсивного во-допритока в штольню и появлением сильного тумана.
Опасаясь за работоспособность прибора, который показывал на ПК 75+00 значение относительной влажности воздуха больше 90%, эта зона была пропущена, и измерения продолжены при понижении влажности на ПК 60+00, где было получено значение активности радона 15000
Бк/м3
Бк/м . На участке от ПК 56+00 до ПК 41+00 концентрация радона в воздухе выработки сравнительно высокая и уменьшается в направлении от зоны обводнения на 60-х пикетах. На ПК 49 и ПК 56 отобраны две пробы подземных вод из изливающихся в штольню дренажных скважин для анализа на растворенный радон.
В центральной части ТДШ (от ПК 1 до ПК 30 восточного плеча), пройденной в ненарушенных породах Восточного тектонического блока, водоприток в штольню на всем интервале очень слабый, а значения ОАР на участке ПК 1 - ПК 16 остаются практически постоянными - около 1000 Бк/м3, а с ПК 18 до ПК 30 возрастают до 2000 Бк/м3 (рис. 2).
Повторные измерения в «аномальной зоне» восточного плеча ТДШ (ПК 57 - ПК 73) показывают (рис. 2), что, как и ожидалось, значения ОАР здесь аномально велики (6100 - 9400 Бк/м3 ), но при этом они значительно ниже тех значений, которые были получены на тех же пикетах в другие дни. Объяснить такие расхождения ошибками работы радиометра было невозможно, поскольку значения ОАР, полученные в разные дни на одних и тех же пикетах в центральной части ТДШ при измерении гораздо меньших активностей радона, совпадают в пределах допустимых погрешностей. По-видимому, концентрация радона в
16000 -14000 -12000 -10000
►
i н
/ V А Л 4
V I 1 \ Л л
! 29 8 к/л 304 Бк \ ( )
к, / и и V /1 14 >к/л 1 ¡0 к/л 160 Бк /л 91 к' Бк/ л ,89 Бк \ л Г \ V
; '1 8 Б 1 /л '1 72 Бк/ -V
02 46 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
— 10.08.2006 -А-11.08.2006
— 12.08.2006 -•-18.08.2006
19.08.2006 -А-20.08.2006
Номер пикета
Объемная активность Радона в воздухе восточного плеча ТДШ 114 Бк/л
| - концентрация растворенного радона в пробе
Рис. 2. График активности радона в восточном плече ТДШ
0
эпицентре аномальной зоны восточного плеча ТДШ (ПК 60-64) быстро и сильно меняется во времени.
Стрелками на рис. 2 показаны содержания радона в пробах подземных вод, отобранных в аномальной зоне в разные дни. Водные пробы анализировались с помощью радиометра РРА-01М-03 и пробо-отборного устройства ПОУ-4. Источником радона в аномальной зоне являются насыщенные этим газом подземные воды, поступающие в ТДШ из разгрузочных скважин и трещин в стенах выработки: чем больше в них растворенного радона, тем выше ОАР в атмосфере штольни. Данный вывод показывает самый простой и эффективный способ снижения концентрации радона в ТДШ - минимизация контакта дренажных вод с атмосферой выработки.
Сравнение наших измерений 2006 г. (рис.3) с данными Центра гигиены и эпидемиологии 2005 г. показывает, что кривые ЭРОА в целом совпадают, причем вне аномальной зоны (ПК 1-30 и ПК 81-88) они совпадают идеально, в деталях повторяя друг друга. В пределах аномальной зоны совпадают эпицентры кривых на ПК 62, а расхождение абсолютных значений ЭРОА объясняется тем, что обследование аномалии в 2005 г. выполнялось в течение одного дня с радиометром «Alpha Guard PQ-2000» более производительным, чем радиометр РРА-01М-03.
Горизонтальными линиями на рис. 3 показаны уровни ЭРОА радона и ДПР 310 Бк/м3 и 1240 Бк/м3, которые при продолжительности работы 2000 час/год создают эффективные дозы облучения, нормируемые действующими НРБ-99 и равные соответственно 5 и 20 мЗ/год.
Таким образом, зона аномально высоких концентраций радиоактивных газов имеет протяженность около четырех километров и находится между ПК 36+00 и ПК 84+00 восточного плеча дренажной штольни. Ее границы в летнем режиме работы системы вентиляции остаются постоянными, а концентрация эманаций постепенно снижается от эпицентра на ПК 62-64 в обе стороны от него. Эффективная эквивалентная равновесная активность радона и дочерних продуктов его распада в пределах аномальной зоны превышает величину, создающую дозу радиационного облучения для персонала группы А, предусмотренную нормами радиационной безопасности НРБ-99 [4].
В западном плече ТДШ (рис.4) значения ОАР не превышали характерные для центральной части ТДШ (фоновые) 400700 Бк/м3. Они наблюдаются до ПК 27+00, дальше концентрация радона увеличивается и на ПК 47+00 равна уже 3200 Бк/м3. На интервале ПК 21+00 - 25+00 в штольне сухо, водоприток отсутствует, а на ПК 25+60 - 25+80 зафиксированы признаки зоны разлома и мощный приток подземных вод.
Бк/мЛ3
9000
8000 7000 6000
н V
\ !
/ V д л 4
■l ( ч ( л ж
\ Г
124 0 Б к/м '3
310 Бк/ 1л3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88
Номею пикета
—•—10.0 8.2006 -А-11.0 8.2006
-■-12.0 8.2006 —•—18.0 8.2006
-■-19.0 8.2006 —А—20.0 8.2006
о Кривая обследования авг.2005
Рис. 3. Эквивалентная равновесная объемная активностм радона в воздухе восточного плеча ТДШ
0
4000 2000 0000 000 4000 4000 000
63 61 59 57 55 53 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 -1
Номер пикета
Рис. 4. Объемная активность радона в воздухе западного плеча ТДШ
-14.08.2006
-20.08.2006
На графиках ЭРОА (рис. 5) кривые наблюдений 2005 г. и 2006 г. до ПК 25+00 демонстрируют отмеченное выше «идеальное» совпадение, но уже на ПК 26+00 начинается их расхождение. Аномально и резко меняющиеся значения ОАР наблюдаются в интервале от ПК 51+00 до ПК 61+00 (рис. 4). Эпицентр зоны аномальных ОАР находится в районе ПК 54+00. Детальное исследование этой зоны сопровождалась отбором серии водных проб для анализа на радон. В интервале пикетов 65+00 - 41+00 западного плеча ТДШ находится зона разгрузки термальных и субтермальных вод Ангараканской депрессии [1] с температурой изливающихся вод от комнатной до теплой. В воде зафиксированы повышенные содержания фтора и
кремнекислоты - маркирующих компонентов трещинно-жильных напорных термальных вод глубоких зон. На ПК 53+30 была отобрана водная проба, показавшая максимальное содержание растворенного радона. Стрелки на рис. 4 показывают, что и здесь источником радона в аномальной зоне являются дренажные воды.
Таким образом, анализ рис. 4 и 5 показывает, что зона аномально высоких (до 13000 Бк/м3 ) концентраций радона в западном плече ТДШ имеет протяженность около километра и продуцируется термальными водами Ангараканской депрессии. Эпицентр аномальной зоны расположен в месте излияния в штольню подземных вод с максимальной концентрацией растворенного радона.
000
6000
-5000
000
¡000
000
63 61 59 57 55 53 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1 -1 —14.08.2006 Р НомеР пикета
-■-15.08.2006 . Рис. 5. Эквивалентная равновесная
-*-20 08 2006 объемная активность радона в воздухе
^ западного плеча ТДШ
- Кривая обследования авг.2005
64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
-16.08.2006, 1 поезд -17.08.2006, 4 поезда - Кривая обследования авг. 2005 г
Рис. 6. Эквивалентная равновесная объемная активность радона в воздухе западного плеча ТТ
8642 Номер пикета
ЭРОА радона и ДПР в аномальной зоне западного плеча ТДШ превышает значения, допустимые для персонала категории А.
Распределение радиоактивных газов в транспортном тоннеле (рис. 6 и 7) изучалось с учетом большей однородности атмосферы в тоннеле, чем в штольне, довольно быстрого и сильного изменения ее в зависимости от количества проходящих по тоннелю поездов. Кривые ЭРОА 2005 г. и 2006 г. показывают один и тот же диапазон активности радона в ТТ, дающий в течение года дозу облучения, соответствующую и даже превышающую ПДД для персонала категории А.
Зоны аномально высоких ОАР, зафиксированные в дренажной штольне, в ТТ никак себя не проявляют, т.е. насыщенные радоном подземные воды в тоннель поступают (ОАР в ТТ высокая), но за счет движения
Бк/мд3
2500 п
поездов эманации переносятся по выработке. Кривая ЭРОА 2005 г., измеренная с большей детальностью, демонстрирует (рис. 6 и 7) явную волнообразность - результат периодичности прохождения поездов по тоннелю.
Таким образом, анализ результатов летних исследований радиоактивных газов в Северомуйском тоннеле показал, что:
• проведенные исследования подтверждают результаты обследования ТТ 2005 г.;
• содержание и распределение эманаций в ТТ иное, чем в ТДШ;
• содержание и распределение эманаций в ТТ в летний период определяется частотой и направлением следования поездов в тоннеле.
2000
1500
1000
500
1 -Л 1
о ■V .о< >о( >о' 1 о 1 о (
f* >и< 1 124 ) Б к/м "3 - И* О, )
L • —i s— / \ / J \
31 0 Б к/м "3 э Ч >
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88
Номер пикета
Рис. 7. Эквивалентная равновесная объемная активность радона в воздухе восточного плеча. ТТ
-13.08.2006, 5 поездов -17.08.2006, 4 поезда 18.08.2006 -16.08.2006, 1 поезд - Кривая обследования авг. 2005 г.
0
Зимний этап радиационного обследования ТТ и ТДШ проведен с 13 по 21 декабря 2006 г.
Для измерения распределения радона в атмосфере ТТ и ТДТТТ в зимний период использовался радиометр аэрозолей РАА -10 (МГФК 968620.010РЭ), предназначенный для экспрессных измерений ЭРОА радона (222Яп) и ЭРОА торона (220Тп) на открытом воздухе и в помещениях [4]. В качестве детектора в радиометре используется поверхностно-барьерный полупроводниковый детектор альфа-излучения ДКПС-200. Измерение ЭРОА радона и торона основано на осаждении дисперсной фазы радиоактивных аэрозолей из контролируемого воздуха на аэрозольный фильтр с последующим измерением количества ДПР и ДПТ (дочерних продуктов торона) на фильтре по числу зарегистрированных альфа-частиц распада ЯаЛ (218Ро), ЯаС (214 Ро) и ТИС(212Ро).
Электрические импульсы, образующиеся под воздействием на ППД альфа-частиц, усиливаются зарядочувствительным предусилителем, поступают на вход амплитудно-цифрового преобразователя и далее обрабатываются микропроцессором. Регистрация импульсов осуществляется раздельно в трех диапазонах амплитуд, соответствующих энергиям альфа-частиц ЯаЛ, ЯаС' и ТЬС\ По результатам подсчета импульсов с учетом параметров отбора и измерения пробы вычисляются значения ОА ДПР и ДПТ, значения ЭРОА и коэффициента равновесия, которые выводятся на матричный жидкокристаллический дисплей.
Замена хорошо зарекомендовавшего себя для работы в сложных условиях атмосферы Северомуйского тоннеля радиометра РРА-01М-03 на радиометр РАА-10, была обусловлена относительно низкой производительностью работы прибора (не более 20 точек наблюдений за смену ). Измерения с радиометром РАА-10 проводились в режиме «СПЕКТР-5», при котором затраты времени на одну точку наблюдения составляют чуть больше пяти минут. Это позволило провести зимнее обследование ТТ и ТДТТТ намного быстрее, чем летнее.
Опыт работы на первом этапе обследования ТТ и ТДШ показал, что оптимальным является шаг наблюдений, равный 200м со сгущением в аномальных зонах до 100м, он позволяет получить необходимую детальность обследования и его экспрессность.
Кроме измерения активностей радона и торона, в ходе обследования была отобрана серия водных проб для анализа на содержание в них растворенного радона. Анализ проб дренажных вод был выполнен с радиометром РРА-01М-03 №25406 в лабораторных условиях.
Необходимо отметить следующие особенности работы в зимний период:
• ворота Восточного и Западного порталов были закрыты, открывались они только для пропуска поездов;
• схема работы вентиляционной системы тоннеля отличается от летней тем, что вентиляторы на входах в тоннель работают на подачу воздуха в выработку, а вентиляторы шахтных стволов - на удаление;
• визуально наблюдаемый приток дренажных вод в ТДТТТ и в ТТ заметно меньше, чем летом.
Распределение ЭРОА радона в воздухе восточного плеча ТДТТТ (рис. 8) отличается от летнего: от входа в выработку (ПК 88) до ПК 70, т. е. на протяжении почти двух километров, значения ЭРОА радона не превышают первых сотен беккерелей на кубометр воздуха. Дальше концентрация радона постепенно увеличивается, а с середины 50-х пикетов переходит в аномальную. Таким образом, можно констатировать, что восточная аномальная зона, выявленная при летнем обследовании, сохраняется в штольне и зимой, но за счет работы вентиляционной системы она продвинута в глубь выработки.
Абсолютные значения ЭРОА радона в аномальной зоне практически такие же, что и летом (3000-6000 Бк/м3). Колебания значений ЭРОА - пики можно объяснить неравномерностью перемешивания воздуха при его движении по выработке. Необходимо отметить, что и зимой наибольшие содержания растворенного радона имеют дренажные воды, отобранные на середине 60-х пикетов восточного плеча ТДТТТ То обстоятельство,
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 I
Номер пикета
Рис. 8. Эквивалентная равновесная объемная
■—16.12 . 2006 17 .12 . 2006
активность радона в воздухе восточного аглеча ТДШ
что в эпицентре зимней аномалии ЭРОА радона практически нет водопритока, является подтверждением ее «сноса».
Западное плечо ТДШ также демонстрирует иную картину распределения радиоактивных газов, чем летом (рис. 9). Прежде всего, здесь отсутствует радоновая аномалия, приуроченная к зоне разгрузки вод Ан-
гараканской депрессии (ПК 60 - ПК50). Во-доприток в штольню в этом месте значительно меньше летнего, большинство сливных камер не работают. Анализ водных проб, отобранных из работающих слив- ных камер, показал (рис. 9), что радона в них меньше, чем летом - до 75 Бк/л.
> /
>—1 /
75 ;к/л 1=4 >—( и 12 40 Ек/м УЛ3
А | 4/ | >к/л Ц — Бк/л 14 к /л г" с4 / >—« |—1 Г и 31 0 Е к/м л3
Бк/мЛ3
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
65 63 61 59 57 55 53 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1
Номер пикета
-17.12.2006
Рис. 9. Эквивалентная равновесная объемная активность радона в воздухе западного плеча ТДШ
0
Распределение радона и торона в транспортном тоннеле значительно зависит от схемы пропуска поездов через тоннель в зимний период. В холодное время года порталы тоннеля закрыты. При подходе поезда к порталу ворота открываются, и состав входит в тоннель. После того, как весь поезд окажется в ТТ, ворота закрываются, и состав идет по закрытому тоннелю, толкая перед собой воздушную массу и перемешивая ее. При приближении поезда к выходному порталу ворота последнего открываются, и воздух, толкаемый составом, начинает выходить из тоннеля. После выхода поезда из тоннеля ворота закрываются.
Отметим также, что характер кривых распределения ЭРОА радона и торона в ТТ отличается от летних, и это, очевидно, связано с тем, что весь тоннель был обследован за один день, и меньше искажающих факторов влияло на результаты анализов.
Концентрация радона в Северомуйском транспортном тоннеле в зимний период в целом несколько ниже, чем летом. Максимальные значения ЭРОА радона не превышает 1800 Бк/м3. Это объясняется меньшим поступлением дренажных вод в тоннель зимой, другой схемой вентиляции и частотой прохождения поездов по тоннелю.
Бк/мД3
- 1200
- 1000 - 800 - 600 - 400
200
- 0
65 63 61 59 57 55 53 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1
Номер пикета
Рис. 10. Эквивалентная равновесная объемная активность торона в воздухе восточного плеча ТДШ
ЭРОА радона в западном плече ТДШ непрерывно возрастает от портала в глубь штольни, достигая почти четырех тысяч беккерелей на кубометр к нулевому пикету. По-видимому, эманации, приносимые дренажными водами, захватываются вентиляционным потоком и «размазываются» по всей выработке.
Кривая ЭРОА торона для западного плеча ТДШ (рис. 10) показывает несколько иную картину, чем для радона. Аномальной зоны на входе ТДШ также не наблюдается, но и увеличения ЭРОА торона до ПК 39 не происходит. На участке ПК 37 - ПК 19 наблюдается рост концентрации торона до максимума, а затем спад. Объяснить такое поведение кривой ЭРОА торона можно следующим образом: 222Тп, освобождающийся из дренажных вод, подхватывается вентиляционным потоком и уносится в штольню. На протяжении почти трех километров скорость воздушного потока такова, что почти весь торон уносится дальше. На интервале ПК 37 - ПК19 скорость воздушного потока падает, а содержание торона в атмосфере выработки увеличивается. И, наконец, на ПК 17 - ПК 0 движение воздуха еще медленнее, а значения ЭРОА торона снижаются вследствие его распада.
—•—17.12.2006
■18.12.2006
Рис. 11. Эквивалентная равновесная объемная активность радона в воздухе ТТ
в зимний период
« -64 -м -5а -Я -И -50 -4а .4Л -аг
18.12.2006
Рис. 12. Эквивалентная равновесная объемная активность торона в воздухе ТТ
в зимний период
Кривая ЭРОА радона в ТТ (рис. 11) показывает, что ее поведение вполне соответствует описанной схеме пропуска поездов через тоннель. Со стороны обоих порталов концентрация радона в атмосфере выработки минимальна и постепенно увеличивается к центру тоннеля. По-видимому, работают два фактора - система вентиляции, которая гонит воздух в глубь ТТ и увеличивает концентрацию радона в центральной части, и поезда, которые проходят по закрытому тоннелю, помогают вентиляционной системе продвигать воздушную массу в центральную часть. Когда поезд идет на выход, он выносит радон из центральной части тоннеля и через открытые двери портала выталкивает наружу, и концентрация радона в предпор-тальной части тоннеля не возрастает.
Кривая распределения ЭРОА торона в ТТ (рис. 12) показывает, что в обоих плечах тоннеля практически до их середины торона почти нет, далее с обеих сторон наблюдаются зоны повышенных концентраций торона и затем общий спад в районе нулевых пикетов. Объяснить такое поведение кривой ЭРОА торона можно следующим образом: 222Тп, освобождающийся из дренажных вод, подхватывается вентиляционным потоком и уносится в глубь тоннеля. На протяжении 34 км скорость воздушного потока такова, что весь торон не задерживаясь уносится дальше. Постепенно скорость воздушного потока падает и содержание торона в атмосфере выработки увеличивается. В центральной части тоннеля движение воздуха еще медленнее, и происходит снижение ЭРОА торо-на вследствие его распада.
Таким образом, обследование Севе-ромуйского тоннеля в зимнее время показало, что:
• содержание и распределение радиоактивных газов в ТТ и ТДШ в зимний период отличается от летнего, но остается аномально высоким;
• в ТДШ аномальные зоны ЭРОА радона, наблюдавшиеся летом, сдвинуты в центральную часть штольни в результате работы системы вентиляции;
• область аномально высоких концентраций радона (ЭРОА Яп > 1240 Бк/м3 ) в ТДШ простирается от ПК 50 восточного плеча до ПК 23 западного плеча штольни;
• содержание эманаций в ТТ меньше, чем в ТДШ за счет более эффективного их удаления системой вентиляции и проходящими по тоннелю поездами;
• ЭРОА радона в ТТ зимой практически не превышает 1240 Бк/м3 на всем протяжении выработки.
В целом проведенные исследования подтвердили основные результаты обследования 2005 г. Для решения «радоновой проблемы» Северомуйского тоннеля были рекомендованы следующие мероприятия:
1. Провести ревизию и специальное обследование на содержание растворенного радона всех источников подземных вод в ТТ и ТДШ.
2. Ликвидировать (минимизировать) зоны аномальных концентраций радона, исключив его поступление в выработки с дренажными водами и наладив местную вентиляцию в эпицентрах аномальных зон.
3. Организовать и осуществлять индивидуальный дозиметрический контроль работников ПЧ-28, обслуживающих ТТ и ТДШ
Библиографический список
1. Шабынин Л. Л. Гидрогеологические условия Северомуйского тоннеля БАМ. -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004. - 94 с.
2. Радиометр радона РРА - 01М - 03. Руководство по эксплуатации. - М., 2006. -35 с.
3. Нормы радиационной безопасности НРБ-99 (СП 2.6.1.758-99). - М., 2000. - 119с.
4. Радиометр аэрозолей РАА - 10. Руководство по эксплуатации. - М., 2003. - 20с.
Иркутский государственный технический университет
ООО «Байкал экспорт лес» Рецензент Н.В.Вилор
