Научная статья на тему 'Закономерности проявления и оценка основных параметров ионизирующего действия калийных солей'

Закономерности проявления и оценка основных параметров ионизирующего действия калийных солей Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
85
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАЛИЙНАЯ СОЛЬ / СИЛЬВИНИТ / БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЕ / ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ / ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА / АЭРОИОНЫ / POTASSIUM SALT / SYLVINITE / BETA RADIATION / GAMMA RADIATION / AIR IONISATION / AIR IONS

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Черный Константин Анатольевич

Исследованы мощность экспозиционной дозы у-излучения и плотность потока с поверхности Р-излучения естественных (природных) блоков калийных солей Верхнекамского месторождения, а также специальных облицовочных материалов на основе калийной руды. Определены длины свободного пробега Р-частиц (электронов) в среде калийной соли и в воздухе. Оценены интенсивности ионизации воздуха, обусловленные влиянием излучений изотопа 40К, и максимально возможные концентрации легких аэроионов в воздушных средах, формируемых под влиянием калийных солей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Черный Константин Анатольевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CONSISTENT PATTERNS AND ESTIMATION OF IONIZING EFFECT OF POTASSIUM SALTS

We investigated the exposure dose of gamma-radiation and surface flux density of beta-emission both from natural rock blocks of Verkhnekamskoye potash deposits and special potash mineral based covering materials. The mean free paths of beta-particles (electrons) in potassium salt and in air are defined. Air ionization intensity and maximum small air ion concentration, formed due to 40K-radiation influence are estimated based on the obtained averages.

Текст научной работы на тему «Закономерности проявления и оценка основных параметров ионизирующего действия калийных солей»

УДК 622.363.2:539.16.04:615.835

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ И ОЦЕНКА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ

К.А. Черный

Исследованы мощность экспозиционной дозы у-излучения и плотность потока с поверхности Р-излучения естественных (природных) блоков калийных солей Верхнекамского месторождения, а также специальных облицовочных материалов на основе калийной руды. Определены длины свободного пробега Р-частиц (электронов) в среде калийной соли и в воздухе. Оценены интенсивности ионизации воздуха, обусловленные влиянием излучений изотопа 40К, и максимально возможные концентрации легких аэроионов в воздушных средах, формируемых под влиянием калийных солей.

Ключевые слова: калийная соль, сильвинит, бета-излучение, гамма-излучение, ионизация воздуха, аэроионы.

Известно, что одним из основных биологически активных факторов горных пород и определенных, естественных или искусственно пройденных, подземных полостей (в частности горных соляных выработок [1-3]) являются низкие дозы радиоактивных излучений [4]. Для создания уникального микроклимата замкнутых помещений все шире используются специальные комплексы - спелеоклиматические камеры [5-7], в которых в облицовочных материалах [8] и/или материалах несущих конструкций применяется сильвинитовая или галитовая руда. В силу влияния природных солей воздушная среда в таких комплексах обладает уникальными свойствами [9].

В настоящее время накоплен определенный экспериментальный материал о том, что в качестве одного из параметров качества воздушной среды выступает высокая объемная концентрация легких аэроионов [10]. Вместе с тем, пока отсутствуют работы, обобщающие с единых физических позиций разрозненные теоретические и экспериментальные результаты, позволяющие выявить закономерности повышенного ионосодержания воздушной среды в горных соляных выработках. Исследования ограничиваются, как правило, либо выполненными измерениями радиоактивных излучений [11-13], либо измерениями параметров ионосодержания [14, 15] без рассмотрения роли факторов, обусловливающих формирования аэроионного состава.

Таким образом, представляется целесообразным на основе физических закономерностей с учетом результатов натурных экспериментов выявить основные закономерности реализации механизмов ионообразования, обусловленных действием радиоактивных излучений различной природы, характерных для калийных солей.

Основной вклад в аэроионообразование в горных выработках калийной соли, равно как и в спелеоклиматических камерах, следует ожидать от ионизирующего излучения калия, который входит в химический состав калийно-магниевых солей. Минералами горных пород, содержащими калий, являются сильвин, сильвинит и карналлит, причем средний состав сильвинитовых руд (на примере Верхнекамского месторождения) следующий: KCl - 25,5 %; NaCl - 68,5 %; MgCl1 - 0,8 %; CaSO4 - 1,9 %, нерастворимый осадок - 2,7 %; HO - 0,6 % [9].

39

В природе калий состоит из двух стабильных изотопов K (93,08 %), 41K (6,91 %) и одного радиоактивного - 40K (0,0117 %), причем изотоп 40К распадается двумя разными путями.

В результате ß-распада (89,28 %) 40K превращается в стабильный изотоп 40Ca: 40K19 ^ 40Са20 + е~. Эманированные ß-частицы (электроны) присоединяются к внешним оболочкам атомов и молекул воздуха и образуют отрицательно заряженные аэроионы.

Второй тип распада атомы изотопа 40K претерпевают путем K-захвата (10,72 %) и трансформируются в 40Ar, ядро которого, переходя в стабильное состояние, образует у-квант: 40K19 + е ~ ^40Ari8 + hv.

Основные физические характеристики радиоактивных излучений, вызванных распадами изотопов 40K, приведены в табл. 1.

Таблица 1

Основные характеристики излучения изотопа 40K

Период полураспада, годы 1,248 109

Содержание в естественной смеси изотопов, % 0,0119

Энергия у-излучения, МэВ 1,505

Средняя энергия излучения в-частиц Ёр, МэВ 0,541

Граничная энергия излучения в-частиц Ер, МэВ 1,322

Как известно в-частицы, проходящие через вещество, испытывают упругие и неупругие взаимодействия с ядрами и электронами окружающей среды. Взаимодействие в-частицы с атомными электронами приводит к передаче им некоторой энергии, следствием чего является либо ионизация, либо возбуждение атома. Оба вида передачи энергии, имеющие общее

название "ионизационные потери", реализуются примерно равновероятно.

_^ _|

Связь между плотностью потока ф (частиц-см •с ) в-частиц, прошедших через слой поглотителя, и плотностью потока в -частиц ф0, эмани-руемых из калийной руды, удовлетворительно описывается формулой

Ф = Фо ехР(-^), (1)

где цр - коэффициент поглощения в-частиц; И - толщина слоя поглотителя в качестве которого в рассматриваемом случае может выступать либо сама калийная порода, либо воздух. Отметим, что в качестве цр можно исполь-

зовать массовый коэффициент ослабления, выраженный в см /г, при этом толщину слоя воздуха И следует выражать в г/см2.

Для граничной (максимальной) энергии Ер в-частицы в диапазоне 0,5 МэВ < Ер < 6,0 МэВ справедливы приближенные выражения для массового коэффициента ослабления:

15,5 17 22 2,

^р«-^41 «"Щз «таг, см/г. (2)

Ер Ев Ев

Максимальный пробег Итах, см, в-частицы с граничной энергией Ер, при которой все в-частицы поглощаются в среде плотностью р, г/см , для диапазона граничных энергий Ер от 0,8 до3,0 МэВ вычисляется как

р • И^х = 0,542Ер - 0,133, г/см2. (3)

С погрешностью не более ±5 % максимальный пробег в-частицы с граничной энергией Ер = 0,5^3 МэВ рассчитывается по формуле

р • Итах = 0,52Ер - 0,09, г/см2. (4)

Наибольшее применение для оценки Итах при 0,3 МэВ < Ер < 3 МэВ нашло эмпирическое соотношение Фламерсфельда:

Р ■ Итах « 0,11

',¡1 + 22,4Ер2 -1"

г/см2. (5)

Образование ионов в горных выработках и в спелеоклиматических камерах обусловлена в первую очередь ионизирующими излучениями внутренних отделочных материалов на основе калийных солей. Ионы и свободные электроны возникают в воздухе, когда энергия возбуждения молекул или атомов вследствие влияния ионизирующих излучений составляет величину большую, чем потенциал ионизации.

Интенсивность ионизации V определяется количеством пар легких ионов каждого знака, создаваемых в единице объема за единицу времени.

Интенсивность ионообразования вследствие в-излучения Vв оценивается по соотношению [16]

Е

О _-5 _1

= 7^ ф = , см-с-, (6)

где Ер - средняя энергия в-частиц, эВ; I - характерная длина пробега излучения, см; Е0 = 33,85 эВ - средняя энергия ионизации молекул воздуха в-частицами; - удельная ионизирующая способность в-частиц, см-1; ф - плотность потока в-частиц, см-2с-1.

С приемлемой для практики точностью [16] удельная ионизирующая способность см-1, для в-частиц оценивается по формуле

5 = 210 Ер "°,14, (7)

где Е выражена в эВ.

Для в-частиц, имеющих простой непрерывный спектр, мощность поглощенной дозы Рр, Гр/с, рассчитанная на одну в-частицу, падающую на 1 см2, зависит только от граничной энергии Ев, сохраняется постоянной независимо от глубины среды, толщины и размеров источника и определяется как Рр = ф • , где В - дозовый коэффициент для в-частиц различной

энергии, Гр-см2, который зависит от граничной энергии в-спектра и среды распространения излучения.

Поскольку исходя из определения дозе в 1 Гр соответствует доза в 113,64 Р, а 1 рентген соответствует создаваемым в 1 см сухого воздуха 2,08 109 пар ионов, то интенсивность ионизации за счет в-излучения соответственно вычисляется как

Ур - 236,37-109 • Бк • Ф, см-3с-1. (8)

В среде у-излучение теряет свою энергию за счет фотоэффекта либо комптоновского рассеяния, при этом основное воздействие на воздушную среду обусловлено вторичными электронами. Согласно определениям дозы в 1 рентген, зная мощность экспозиционной дозы Ру, мкР/ч, интенсивность ионообразования уу за счет у-излучения определяется [17] как

Уу = 2,08 • 109 Ру

3600 1+-

см-3с-1, (9)

273,

где ? - температура воздуха, °С.

Зависимость между уровнем ионообразования и концентрацией аэроионов с учетом их рекомбинации и осаждения на аэрозольные частицы предлагается оценивать по уравнению аэроионного баланса. В предположении, что система "ионы - аэрозольные частицы" является пространственно однородной и находится в равновесии, концентрации ионов обоих знаков равны, а также, что аэрозольные частицы в воздушной среде отсутствуют (что очень грубо), уравнение ионного баланса записывается в простом виде:

у=а п2, (10)

где V - общая интенсивность ионообразования; а - коэффициент рекомбинации легких ионов друг с другом, равный согласно [18] 1,4 10-6 см3/с; п - концентрация легких аэроионов.

Известные данные исследований удельной активности руд Верхнекамского месторождения калийных солей, месторождения каменной соли Хевера, Пакистан (Khewera), нетрадиционное применение которых известно как "гималайская соль", а также исследований на морском побережье представлены в табл. 2. Поскольку 40К является источником и в-излучения,

и у-излучения были исследованы мощность экспозиционной дозы у_2 _|

излучения, мкР/ч, и плотность потока р-излучения, см с , с поверхности естественных (природных) блоков калийных солей Верхнекамского место-

рождения, а также специальных облицовочных материалов [8] на основе калийной руды (табл. 3).

Таблица 2

Удельная активность Яа, ТЬ, и и К в рудниках, Бк/кг

Место измерений Яа ТЬ и К

Верхнекамское калийное месторождение [11]

Пласт Красный-2 (сильвинит) 27-96 30-53 27-96 2016-3560

Пласт АБ (сильвинит) 41-116 49-78 41-116 110-3811

Пласт В (карналлит) 10 - 10 1638-1827

Пласт каменной соли (галит) 14 - 14 410

Пласт каменной соли с прослоями глины 17-58 12 17-58 315-970

Месторождение каменной соли Хевера (Khewera), Пакистан

Горные выработки [12] 0,790 ± 0,262 0,640 ± 0,162 - 23 ± 6

Горные выработки [13] - - 38 ± 7 (в Бк/м ) 36 ± 20

Морское побережье, Бангладеш [19]

Пляж Куаката (Kuakata) - 158 ± 9 72 ± 11 237 ± 24

Измерения уровней ионизирующих излучений радиоактивного излучения проводились комбинированным прибором РКСБ-104, позволяющим регистрировать Р-излучение в диапазоне 0,5-3,0 МэВ и у-излучение в диапазоне 0,06-1,25 МэВ.

Линейные коэффициенты поглощения в-частиц с характерной для изотопа 40К граничной энергией £р=1,322 МэВ (табл. 1) для воздуха Црвозд и калийной соли црсоль, вычисленные по различным эмпирическим формулам (2), соответственно будут равны:

^рвозд = ^р • Рвозд = (12,2 ± 2,3) -1,204 • 10-3 = 0,015 ± 0,003 см-1; (11)

^Рсоль = ^р • Рсоль = (12,2 ± 2,3) • 2 = 24,4 ± 4,5 см-1. (12)

где рвозд = 1,204 10 г/см - плотность воздуха при температуре + 20 °С и

рсоль = 2,0 г/см - плотность калийной соли соответственно.

Максимальные пробеги в-частиц с характерной для изотопа 40К граничной энергией £р=1,322 МэВ в воздухе ^тах возд и калийной соли ^тах соль, вычисленные по эмпирическим формулам (3)-(5), дают /пахвозд « 710± 10 см и соЛь « 0,295±0,004 см.

40

Таблица 3

ß и у-излучения материалов на основе калийных солей

Материал у-излучение, мкР/ч ß-излучение, -2 -1 см с

Пиленный блок красного сильвинита размером 15x20x40 см 37,5 0,49

Пиленная плита красного крупнозернистого сильвинита размером 4x20x30 см 31,6 0,71

Природный "закол" контакта красного сильвинита с галитом, сторона сильвинита 22,7 0,78

Плитка потолочная на фанерной основе. Толщина активного слоя 10 мм, состав -80 % KCl. 18,7 0,45

Плитка облицовочная. Толщина плитки 13 мм, состав - 22 % KCl. 17,7 0,53

Плитка облицовочная. Толщина подложки 8 мм, состав -22% KCl. Толщина верхнего слоя 5 мм, состав - 90 % KCl. 18,6 0,57

Плитка половая толщиной 24 мм, состав - 22 % KCl. 18,4 0,30

Плитка облицовочная. Подложка - магне-зитный цемент толщиной 1^2 мм. Толщина верхнего слоя 11 мм, состав - 70 % KCl. 18,0 0,49

Плитка облицовочная толщиной 12 мм, состав - 70 % KCl. 19,6 0,49

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Плитка заливная. Толщина подложки 15 мм, состав - 50 % KCl. Верхний слой - 95 % KCl. 21,2 0,73

Среднее значение: 22,4 ± 6,7 0,55 ± 0,15

Отметим, что полученные значения характеризуют именно максимальные значения и представляются завышенными при оценке линейных размеров присутствия продуктов действия радиоактивных излучений. Отметим, что полученные выше различными теоретико-эмпирическими подходами значения длины свободного пробега в воздухе Итах возд превышают известные данные, согласно которым при Е^ « 0,5 МэВ длина пробега излучения в воздухе порядка 120 см [20].

Наиболее полезным на практике представляется использование выражения (1) с учетом (11) и (12), которые показывают, что с вероятностью 0,99 поглощение в-излучения в воздухе и в соли происходит на характер-

ных расстояниях 300-440 см и 0,15-0,22 см соответственно, что близко к данным, представленным в [21].

Уравнения (6) и (7) дают величину интенсивности ионизации за

40

счет в-излучения с учетом средней энергии испускаемых изотопом К в-частиц (табл. 1) и средней величины потока частиц (табл. 3)

3 -1

Ур « 90 см- с . С другой стороны, воспользовавшись данными взаимосвязи средней энергии Р-излучения Ер и характерной длиной пробега излучения I « 120 см, используя соотношение (6) получим Ур « 75 см- с . Кроме

того, воспользовавшись выражением (8), принимая дозовый коэффициент О для воздуха равным 3,410-10 Гр-см2 [22] при граничной энергии частиц Ер, характерной для изотопа 40К, получаем интенсивность ионообразова-

-3 -1

ния за счет Р-излучения Ур « 45 см с . Ввиду полученных значительных расхождений при оценке интенсивность ионообразования за счет Р-излучения в дальнейшем будем принимать Ур « 70±23 см-3с-1.

Воспользовавшись выражением (9) вычислим интенсивность ионо-образования за счет у-излучения изотопа 40К: уу « 15 см-3 с-1.

На основании проведенных оценок и вычислений суммарная интенсивность ионообразования, обусловленная эманациями радиоактивных элементов, содержащихся в сильвинитовой породе, составляет величину,

-3 -1

равную у = ур+уу« 60 -110 см с . Для сравнения, полная интенсивность ионообразования в приземном воздухе при нормальных условиях варьиру-

-3 -1

ется в пределах 4-8 см с [23].

Оценим максимальные концентрации аэроионов, образующихся вблизи фрагментов из сильвинитовых руд. Подставляя численные значения оцененных величин в уравнение аэроионного баланса (10) получаем п « 6500-9000 см-3.

Поскольку пробег в-частиц в калийной соли ктах соль порядка 0,15-0,30 см, то в калийном руднике в-излучение идет лишь от внешнего слоя сильвинита (по периметру сечения) горной выработки с открытой поверхности руды или с поверхности частиц соляного аэрозоля. Полученные оценки подтверждают выводы, принятые при установлении необходимой толщины соляного калийного покрытия, применяемого в сильвинитовых камерах, а также и в иных конструкциях, например [24].

Безусловно, важным является не только количество ионов, образованных в воздушной среде, но и то, как распределены эти ионы по длине пути, т.е. как осуществлена линейная плотность ионизации.

Как известно при прохождении в-частиц через вещество происходит их упругое (на ядрах атомах и свободных электронах) и неупругое рассеяние (на связанных электронах атомов), при этом кинетическая энергия в-частиц уменьшается. По мере уменьшения энергии в-частиц и уширения углового распределения относительно первоначального направления веро-

ятность упругих столкновений и, как следствие, ионизации атомов плавно возрастает (пик Брэгга), а вероятность возбуждения атомов плавно убывает. Исходя из вышеизложенного, максимальную линейную плотность ионизации следует ожидать на расстояниях от источника порядка средней длины свободного пробега излучения. Таким образом, оцененные ранее величины длины свободного пробега ß-частиц излучения 40K в воздухе hmax возд характеризуют оптимальные линейные размеры спелеоклиматиче-ских камер с точки зрения обеспечения в воздушной среде максимально возможной концентрации легких аэроионов.

Результаты оценки величины интенсивности ионообразования показывают, что наибольший вклад в интенсивность ионообразования вносит

о 40-га

ß-излучение изотопа K.

Полученная в результате расчета концентрация аэроионов n удовлетворяет установленным санитарно-гигиеническим нормативам [25] и является максимально достижимой при использовании природных фрагментов сильвинитовых руд в качестве облицовочного материала. Следует ожидать в натурных исследованиях меньшие концентрации легких аэроионов ввиду крайне грубого предположения, сделанного при выводе выражения (10) относительно отсутствия в воздухе аэрозольных частиц, на которые осаждаются аэроионы.

Результаты исследований наглядно демонстрируют возможность применения сильвинитовых блоков и панелей для формирования в современных помещениях не только качественной, но и даже оздоровительной воздушной среды.

Полученные зависимости и характерные оценки позволяют обоснованно определить требования и оптимальные параметры пространственного проектирования сильвинитовых спелеоклиматических камер.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность профессору Г.З. Файнбургу (Пермский национальный исследовательский политехнический университет) за любезно предоставленные отдельные экспериментальные данные.

Список литературы

1. Жарин В.А., Метельский С.М., Решетникова Н.В., Федорович С.В. Спелеотерапия: прошлое и настоящее // Военная медицина. 2013. № 1. С. 48 - 53.

2. Enache L., Bunescu Iu. Microclimate and physical environment elements in some salt mines in Romania for speleotherapeutical use // The XIVth International Symposium of Speleoterapy: Abstracts: Turda, Romania, 2012, October 4-6. Cluj-Napoca: Casa Cärtii de §tiintä, 2012. P. 17 - 18.

3. Rashleigh R., Smith S. MS., Roberts N. A review of halotherapy for chronic obstructive pulmonary disease // International Journal of COPD. 2014.

Vol. 9. P. 239 - 246.

4. Health effects of exposure to low levels of ionizing radiation: BEIR V / Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiation, Board on Radiation Effects Research, Commission on Life Sciences, National Research Council. National Academy Press, Washington D.C., 1996. 436 p.

5. Климатическая камера: пат. 2012306 РФ. Опубл. 15.05.1994. Бюл.

№ 5.

6. Анализ аспектов развития системы наземного спелеолечения / Д.В. Гринченков [и др.] // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://www. science-education.ru/ru/article/view?id=21743 (дата обращения: 30.07.2018).

7. Применение природной сильвинитовой среды для профилактики заболеваний населения / Е.А. Русанова, В.Г. Баранников, Л.В. Кириченко С.В. Дементьев // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. 2013. № 2 (10). С. 175 -184.

8. Способ изготовления строительных изделий специального назначения из соляных материалов: пат. 2097359 РФ. Опубл. 27.11.1997. Бюл № 11.

9. Косяченко Г.Е. Гигиенические основы комплексной оценки добычи калийных руд Беларуси и рационального использования спелеосреды месторождения: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Минск, 2004. 40 с.

10. Tan R. The Truth About Air Electricity & Health: A guide on the use of air ionization and other natural approaches for 21st century health issues. Trafford Publishing, Singapure, 2014. 168 p.

11. Радиологическое исследование соляного пласта АБ калийного рудника / В.А. Старцев, Н.Л. Вишневская, В.Н. Баранников, Б.П. Донской // Вопросы комплексного освоения недр и совершенствования технологии горных работ на предприятиях Западного Урала: тез. докл. науч. конф. Пермского политехн. ин-та. Пермь, 1983. C. 21 - 22.

12. Tahir, S.N.A., Alaamer, A.S. Determination of natural radioactivity in rock salt and radiation doses due to its ingestion // Journal of Radiological Protection. 2008. Volume 28. Issue 2. P. 233 - 236.

13. Baloch M.A., Qureshi A.A., Waheed A., Ali M., Ali N., Tufail M., Batool S., Akram M., Iftikhar P., Qayyum H., Manzoor S., Khan H.A. A study on natural radioactivity in Khewra Salt Mines, Pakistan // Journal of Radiation Research. 2012. Vol. 53. Issue 3. P. 411 - 421.

14. Chonka Y., Sichka M., Buleza B., Sharkan Y., Sakalosh I., Popovich I., Lemko I. Ionic composition of air in the underground department of Ukrainian allergic hospital // The XIVth International Symposium of Speleoterapy: Abstracts: Turda, Romania, 2012, October 4-6. Cluj-Napoca: Casa Cartii de §tiinta, 2012. P. 14 - 15.

15. Исаевич А.Г., Трушкова Н.А. Аэроионный состав воздуха в

Кунгурской ледяной пещере // Сб. науч. тр. Естественно-научный ин-т Перм. гос. нац. иссл. ун-та. Пермь, 2011. Вып. 34. С. 113 - 116.

16. Смирнов В.В. Ионизация в тропосфере. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 312 с.

17. Моисеев А.А., Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене. М.: Энергоатомиздат, 1984. 296 с.

18. Tammet H., Kulmala M. Simulation tool for atmospheric nucleation bursts // Journal of Aerosol Science. 2005. Vol. 36. Issue 2. P. 173 - 196.

19. Shyamal Ranjan Chakraborty, Md. Kowsar Alam. Assessment of natural radioactivity in the sea beaches of Bangladesh // Radiation Protection and Environment. 2014. Vol. 37. Issue 1. P. 6 - 13.

20. Прикладная дозиметрия / К.К. Аглинцев, В.М. Кодюков, А.Ф. Лызов, Ю. В. Сивинцев // М.: Госатомиздат, 1962. 248 с.

21. Погосов А.Ю., Дубковский В.А. Ионизирующая радиация: радиоэкология, физика, технологии, защита: учебник.Одесса: Наука и техника, 2012. 804 с.

22. Защита от ионизирующих излучений. Т.1. Физические основы защиты от излучений / Н.Г. Гусев, Л.Р. Кимель, В.П. Машкович, А.П. Суворов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 512 с.

23. Hirsikko A., Paatero J., Hatakka J., Kulmala M. The 222Rn activity concentration, external radiation dose and air ion production rates in a boreal forest in Finland between March 2000 and June 2006 // Boreal Environment Research. 2007. Vol. 12. No. 3. P. 265 - 278.

24. Активный элемент аэроионизатора: пат. 2045964 РФ. Опубл. 20.10.1995. Бюл. № 10.

25. Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений: СанПиН 2.2.4.1294-03: Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы РФ.

Черный Константин Анатольевич, д-р техн. наук, доц., зав. кафедрой, chernyy_k@mail.ru, Россия, Пермь, Пермский национальный исследовательский политехнический университет

CONSISTENT PATTERNS AND ESTIMATION OF IONIZING EFFECT

OF POTASSIUM SALTS

K. A. Chernyi

We investigated the exposure dose of gamma-radiation and surface flux density of beta-emission both from natural rock blocks of Verkhnekamskoye potash deposits and special potash mineral based covering materials. The mean free paths of beta-particles (electrons) in potassium salt and in air are defined. Air ionization intensity and maximum small air ion concentration, formed due to 40K-radiation influence are estimated based on the obtained averages.

Key words: potassium salt, sylvinite, beta radiation, gamma radiation, air ionisation,

air ions.

Chernyi Konstantin Anatolevich, Doctor of Technical Sciences, Associate professor, Head of Chair, chernyy_k@mail. ru, Russia, Perm, Perm National Research Polytechnic University

Reference

1. Zharin V.A., Metel'skij S.M., Reshetnikova N.V., Fedoro-vich S.V. Speleotera-pija: proshloe i nastojashhee // Voennaja medicina. 2013. № 1. S. 48 - 53.

2. Enache L., Bunescu Iu. Microclimate and physical environment el-ements in some salt mines in Romania for speleotherapeutical use // The XIVth International Symposium of Speleoterapy: Abstracts: Turda, Roma-nia, 2012, October 4-6. Cluj-Napoca: Casa Cärtii de §tiintä, 2012. P. 17 - 18.

3. Rashleigh R., Smith S. MS., Roberts N. A review of halotherapy for chronic obstructive pulmonary disease // International Journal of COPD. 2014. Vol. 9. P. 239 - 246.

4. Health effects of exposure to low levels of ionizing radiation: BEIR V / Committee on the Biological Effects of Ionizing Radiation, Board on Radiation Effects Research, Commission on Life Sciences, National Re-search Council. National Academy Press, Washington DC., 1996. 436 p.

5. Klimaticheskaja kamera: pat. 2012306 RF. Opubl. 15.05.1994. Bjul. № 5.

6. Analiz aspektov razvitija sistemy nazemnogo speleolechenija / D.V. Grinchenkov [i dr.] // Sovremennye problemy nauki i obrazo vanija. 2015. № 5 [Jelektronnyj resurs]. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=21743 (data obrashhenija: 30.07.2018).

7. Primenenie prirodnoj sil'vinitovoj sredy dlja profilakti-ki zabolevanij naselenija / E.A. Rusanova, V.G. Barannikov, L.V. Kiri-chenko S.V. Dement'ev // Vestnik Permskogo nacional'nogo issledova-tel'skogo politehnicheskogo universiteta. Urbanistika. 2013. № 2 (10). S. 175 - 184.

8. Sposob izgotovlenija stroitel'nyh izdelij special'nogo naznachenija iz soljanyh ma-terialov: pat. 2097359 RF. Opubl. 27.11.1997. Bjul № 11.

9. Kosjachenko G.E. Gigienicheskie osnovy kompleksnoj ocenki do-bychi kalijnyh rud Belarusi i racional'nogo ispol'zovanija speleo-sredy mestorozhdenija: avtoref. dis. ... d-ra med. nauk. Minsk, 2004. 40 s.

10. Tan R. The Truth About Air Electricity & Health: A guide on the use of air ionization and other natural approaches for 21st century health issues. Trafford Publishing, Sin-gapure, 2014. 168 p.

11. Radiologicheskoe issledovanie soljanogo plasta AB kalijnogo rudnika / V.A. Starcev, N.L. Vishnevskaja, V.N. Barannikov, B.P. Don-skoj // Voprosy kompleksnogo osvoenija nedr i sovershenstvovanija teh-nologii gornyh rabot na predprijatijah Zapadnogo Urala: tez. dokl. nauch. konf. Permskogo politehn. in-ta. Perm', 1983. C. 21 - 22.

12. Tahir, S.N.A., Alaamer, A.S. Determination of natural radioac-tivity in rock salt and radiation doses due to its ingestion // Journal of Ra-diological Protection. 2008. Volume 28. Issue 2. P. 233 - 236.

13. Baloch M.A., Qureshi A.A., Waheed A., Ali M., Ali N., Tufail M., Batool S., Akram M., Iftikhar P., Qayyum H., Manzoor S., Khan H.A. A study on natural radioactivity in Khewra Salt Mines, Pakistan // Journal of Radiation Research. 2012. Vol. 53. Issue 3. P. 411 - 421.

14. Chonka Y., Sichka M., Buleza B., Sharkan Y., Sakalosh I., Po-povich I., Lemko I. Ionic composition of air in the underground department of Ukrainian allergic hospital // The XIVth International Symposium of Spe-leoterapy: Abstracts: Turda, Romania, 2012, October 4-6. Cluj-Napoca: Casa Cärtii de §tiintä, 2012. P. 14 - 15.

15. Isaevich A.G., Trushkova N.A. Ajeroionnyj sostav vozduha v Kungurskoj le-djanoj peshhere // Sb. nauch. tr. Estestvenno-nauchnyj in-t Perm. gos. nac. issl. un-ta. Perm', 2011. Vyp. 34. S. 113 - 116.

16. Smirnov V.V. Ionizacija v troposfere. SPb.: Gidrometeoiz-dat, 1992. 312 s.

17. Moiseev A.A., Ivanov V.I. Spravochnik po dozimetrii i ra-diacionnoj gigiene. M.: Jenergoatomizdat, 1984. 296 s.

18. Tammet H., Kulmala M. Simulation tool for atmospheric nuclea-tion bursts // Journal of Aerosol Science. 2005. Vol. 36. Issue 2. P. 173 - 196.

19. Shyamal Ranjan Chakraborty, Md. Kowsar Alam. Assessment of natural radioactivity in the sea beaches of Bangladesh // Radiation Protec-tion and Environment. 2014. Vol. 37. Issue 1. P. 6 - 13.

20. Prikladnaja dozimetrija / K.K. Aglincev, V.M. Kodjukov, A.F. Lyzov, Ju. V. Siv-incev // M.: Gosatomizdat, 1962. 248 s.

21. Pogosov A.Ju., Dubkovskij V.A. Ionizirujushhaja radiacija: radiojekologija, fizi-ka, tehnologii, zashhita: uchebnik.Odessa: Nauka i tehnika, 2012. 804 s.

22. Zashhita ot ionizirujushhih izluchenij. T.1. Fizicheskie osnovy zashhity ot izlu-chenij / N.G. Gusev, L.R. Kimel', V.P. Mashkovich, A.P. Suvorov. M.: Jenergoatomizdat, 1989. 512 s.

23. Hirsikko A., Paatero J., Hatakka J., Kulmala M. The 222Rn ac-tivity concentration, external radiation dose and air ion production rates in a boreal forest in Finland between March 2000 and June 2006 // Boreal Envi-ronment Research. 2007. Vol. 12. No. 3. P. 265 -278.

24. Aktivnyj jelement ajeroionizatora: pat. 2045964 RF. Opubl. 20.10.1995. Bjul.

№ 10.

25. Gigienicheskie trebovanija k ajeroionnomu sostavu vozduha proizvodstvennyh i obshhestvennyh pomeshhenij: SanPiN 2.2.4.1294-03: Sanitarno-jepidemiologicheskie pravila i normativy RF.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.