CC BY
30
УДК 539.143.44
СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ РАДИОАКТИВНОСТИ АТМОСФЕРНЫХ ВЫПАДЕНИЙ
А.П. ШИБАЕВ, В. Л. МАТУХИН, В.В. САМОЙЛОВА
В статье проведен сравнительный анализ двух методов контроля радиоактивности атмосферных выпадений. Несмотря на то, что определяемая величина - удельная активность атмосферных выпадений является величиной малой (порядка одного-двух распадов на квадратный метр в день), получено достаточно удовлетворительное совпадение результатов. Кривые радиоактивности атмосферных выпадений, полученные различными методами, имеют схожую функциональную зависимость, что свидетельствует о том, что оба метода могут с успехом применяться при проведении мониторинга радиоактивности атмосферных выпадений.
Ведение
Определение радиоактивности атмосферных выпадений проводится с целью определения величины осколочной активности, выпадающей на поверхность земли, а также для выявления уровней загрязнения выбросами объектов, использующих радиоактивные вещества. Это один из “старейших” и надежнейших методов мониторинга окружающей среды [1].
Основной контролируемой величиной при оценке радиоактивности атмосферных выпадений является суммарная бета-активность. Поскольку активности атмосферных осадков не велики (порядка одного-двух распадов на квадратный метр в день), то рекомендуемый период сбора осадков составляет 10 дней. На сегодняшний момент существуют и активно применяются два различных метода в определении радиоактивности атмосферных осадков. Это определение суммарной бета-активности самих атмосферных осадков с помощью установки малого фона (УМФ) и измерение марлевого фильтра на бета-спектрометре.
Определение радиоактивности атмосферных выпадений при помощи УМФ
Порядок отбора и первичной подготовки проб атмосферных осадков подробно изложен в “Инструктивно-методических указаниях по отбору и первичной подготовке проб почвы, растительности и атмосферных выпадений с целью последующего измерения радиоактивности” утвержденных 28.12.2000 г. Главным Государственным санитарным врачом по Республике Татарстан [2]. Необходимо лишь отметить, что основными фиксируемыми величинами являются:
2
- площадь кюветы (Зц = 0,3 м );
- время отбора (Г=10 дней);
- масса выпаренных осадков (М0).
Порядок работы и расчета следующий:
1. Перед началом счета золы атмосферных осадков необходимо учесть вклад в суммарную бета-активность при счете от фона. Для этой цели проводят счет
© А.П. Шибаев, В.Л. Матухин, В.В. Самойлова Проблемы энергетики, 2003, №5-6
(N0 за время Тф ) суммарной бета-активности чистой подложки (без золы). В
результате получаем значения:
N0 (импульсы);
Тф (секунды).
2. Полученный выпаренный осадок взвешивают (Мц) и делают навеску в кювету (Мнавески), которую затем измеряют (N1. В результате получаем значения:
N (импульсы);
Тсч (секунды).
3. Вычисляем удельную суммарную бета-активность атмосферных выпадений по формуле
А = Асч + Д, (1)
где Асч - измеренная удельная бета-активность навески; А - ошибка счета.
Переход от посчитанных на УМФ импульсов к величине активности (Беккерель) осуществляем путем деления числа импульсов счета на эффективность прибора
Асч = —, (Бк) (2)
в
где Nсч = N - Мф; в - эффективность (из свидетельства о поверке). с
А = -*- + ¿0 • Асч , (3)
в
где &о - относительная погрешность (из свидетельства о поверке).
S (и) = 1,96
N сч +
Тсч Тф
4. Удельную суммарную бета-активность атмосферных выпадений на один квадратный метр за один день находим по формуле
А • 3 • К
а _ зольности (4)
Аосадков ~ т , (4)
где С = 1/Со ; Т - время отбора осадков (10 дней); Кзольности - коэффициент зольности.
К = М 0 (5)
^зольности ~ м * ' '
мнавески
Необходимо учесть, что для счета золы и счета фона время счета должно быть одинаковым, т.е.
Тф = Тсч, (6)
и если значение ошибки счета А величина соразмерная со значением удельной активности, то измерения необходимо повторить при другом (большем) времени счета. При этом соотношение (6) должно выполняться.
Определение радиоактивности атмосферных выпадений при помощи бета-спектрометра
Необходимо отметить, что общие принципы определении бета-активности атмосферных осадков при помощи бета спектрометра подобны методу с применением УМФ. Существует лишь разница в том, что для бета-спектрометрии обработке и анализу подвергаются не сами осадки, а марля, расположенная на площади кюветы и выполняющая роль фильтра. Фильтр расположен в стандартной рамке на пунктах метеонаблюдения и ежедневно обновляется. Для выявления радиоактивности атмосферных выпадений марлю сжигают, а полученный пепел анализируют с помощью бета-спектрометра [3]. В данном методе, как и в методе с применением установки УМФ, фиксированными величинами являются:
2
- площадь марли (Со = 0,0 м );
- время отбора (Г=1 день);
- масса выпаренных осадков (М).
Бета-спектрометр позволяет избежать громоздкого математического вычисления радиоактивности атмосферных выпадений, т.к. на выходе мы имеем сразу величину измеренной удельной активности навески (золы) Асч и величину ошибки счета А [4].
Результаты
Были проанализированы результаты определения радиоактивности атмосферных выпадений, выполненные лабораториями радиационного контроля Территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РТ (на бета-спектрометре) и Госкомитета санэпиднадзора РТ (на установке УМФ) в период с 1997 по 2001 г. Обе лаборатории радиационного контроля аккредитованы в системе Госстандарта на право проведения такого вида работ и имеют в своем распоряжении вышеназванные приборы, прошедшие метрологическую поверку. Для сравнения различных методов определения радиоактивности атмосферных выпадений были проведены усреднения за месяц суточных выпадений. Результаты определения активности атмосферных выпадений приведены в таблице и на рисунке.
Таблица
Среднемесячная суточная удельная бета-активность атмосферных выпадений за 2001 год
По данным ЛРК УГМС РТ (метод бета-спектрометрии) (Бк/кв.м в сутки) По данным ЛРК ГК РТ СЭН (на малофоновой установке) (Бк/кв.м в сутки)
Январь 0,5 0,17
Февраль 0,5 0,16
Март 0,6 0,19
Апрель 0,9 0,32
Май 1,1 0,56
Июнь 1,4 0,72
Июль 1,1 0,39
Август 1,5 0,63
Сентябрь 0,8 0,32
Октябрь 1,2 0,41
Ноябрь 2,2 0,81
Декабрь 0,9 0,27
метод бета-спектрометрии на малофоновой установке
Рис. Среднемесячная суточная бета - активность атмосферных выпадений за 2001г Выводы
Несмотря на то, что определяемая нами удельная активность атмосферных выпадений является величиной малой (порядка одного-двух распадов на квадратный метр в день), а также, что порядок отбора первичной пробоподготовки и методика проведения измерений различны для описанных выше методов, получено достаточно удовлетворительное совпадение результатов. Кривые радиоактивности атмосферных выпадений, полученные различными методами, имеют схожую функциональную зависимость, что свидетельствует о том, что оба рассмотренных метода могут с успехом применяться при проведении мониторинга радиоактивности осадков.
123456789 10 11 12
месяц
Summary
Benchmark analysis of two methods of atmospherical fallout’s radio-activity control is held on this article. In spite of defined value of specific activity atmospherical fallout’s is small value (about 1-2 disintegration’s on square meters per lay) have recieved cocurrence of results satisfactory enough. Curves of radio-activity of atmospheric fallout’s received by various methods can be successfully applied at realization of monitoring of a radio-activity of atmospheric fallout’s.
Литература
1. Ю.Тёльдеши, М.Кенда “Радиация”.- М.: МИР, 1979.
2. “Инструктивно-методические указания по отбору и первичной подготовке
проб почвы, растительности и атмосферных выпадений с целью
последующего измерения радиоактивности”, Утверждены Главным государственным санитарным врачом по РТ Морозовым В.В. 28.12.2000.
3. “Наставление Гидрометеорологическим станциям и постам”, выпуск 12,
“Наблюдение за радиоактивным загрязнением природной среды”, ГосКомГидроМет, 1981.
4. “Методические указания по отбору и предварительной обработки суммарной бета-активности” г.Обнинск, НПО “Тайфун”, 1993.
