И.А.Васильев, В.М.Алехина, С.Маматибраимов

УДК 539.16: 574(04)
СОДЕРЖАНИЕ И ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ 226Ra
В ПОЧВАХ ПРОМОБЪЕКТОВ И СЕЛИТЕБНОЙ ЗОНЫ
КАРА-БАЛТИНСКОГО КОМПЛЕКСА
И.А.Васильев, В.М.Алехина, С.Маматибраимов
Результаты -съемки на территории Кара-Балтинского комплекса по
переработке урана [1], дают представление о пространственном распределении
мощности дозы -излучения на исследованной площади и позволяют сделать оценку
радиационной опасности от внешнего -излучения любого элемента этой площади.
Однако принятие дальнейших решений о радиоэкологической опасности изученных
территорий будет более обоснованным и квалифицированным, если установлена
природа -радиоактивности, т.е. выявлены радионуклиды и их вклад в обнаруженное
при съемке -поле. Решение этой задачи возможно путем -спектрометрической
съемки в натурных условиях или отбора проб почв по заданной системе с
последующим их анализом в лабораторных условиях. Хотя первый способ
предпочтителен, он связан с применением специальных передвижных спектрометров и организацией соответствующих полевых работ. Мы имели
возможность провести указанную работу вторым способом, результаты которой
описываются ниже.
В настоящей работе представлены результаты лабораторных исследований
почв Кара-Балтинской площади методом -спектрометрии для количественного
определения содержания в них -излучающих изотопов – 226Ra, продуктов его
распада, а также изотопов ториевого ряда. Распад анализируемых радионуклидов
сопровождается широким спектром -квантов различной энергии [2]. По этим линиям изотопы уранового и ториевого рядов достаточно легко идентифицируются и
могут быть определены количественно. Кроме того, при наличии радиоактивного
равновесия между 238U и 226Ra, они позволяют определить и содержание 238U.
Радиоактивность актиноуранового ряда (ряд 235U) составляет примерно 4,6%
от активности ряда 238U, поэтому ее всегда можно учесть или, в зависимости от
точности анализа, пренебречь.
Проведенные ранее исследования [3] показали, что эпизодическим
поступлением осколков деления от китайских ядерных испытаний также можно
пренебречь, так как даже в наиболее благоприятных для них широтах не
наблюдалось заметное повышение естественного радиоактивного фона.
Для анализа -спектров почв был использован сцинтилляционный спектрометр с кристаллом NaJ(Tl) в качестве детектора, размером 63х63мм,
имеющий разрешение по линии 137Cs около 6%.
Калибровка -спектрометра для определения содержания 226Ra в почвах
осуществлялось с помощью урановых эталонов с известными коэффициентами
радиоактивного равновесия. Как выяснилось, наиболее целесообразно определять
содержание 226Ra по -линии 0,607 МэВ, где нет мешающего излучения от изотопов
ториевого ряда и 40К.
Пробы почв для определения содержания 226Ra, урана и тяжелых металлов
отбирались по принятой методике (ОСТ 95-10160-85 Охрана природы. Методы
отбора проб почвы, 1987г.).
2
Места отбора проб выбирались с учетом результатов, полученных при
площадной -съемке, на открытой местности, в стороне от дорог, деревьев и
земляных работ. Выбирались участки, не подвергавшиеся затоплению и эрозии, и
там, где почва не была культивирована.
В лаборатории пробы почв высушивались до воздушно-сухого состояния. Из
почвы удалялись посторонние включения (камни, корни растений и т.п.), затем проба
растиралась до 100-200меш и поступала на измерения.
Для определения содержания -излучающих изотопов на исследованной КараБалтинской площади отобраны пробы почв с поверхности хвостохранилища,
промплощадки, санитарно-защитной зоны (СЗЗ) и зоны наблюдения (селитебной
зоны). Типичный -спектр проб почв показан на рис.1.
Число импульсов
100000
214
Pb
|| | |
10000
214
Bi
|
1000
40
K
|
100
208
Tl (Th)
|
10
1
0.00
1.00
2.00
3.00
Энергия -квантов (МэВ)
Рис.1. Типичный -спектр пробы почвы на изучаемой площади.
Результаты измерений 226Ra приведены в работе [4]. Однако корреляция
между содержанием 226Ra в почвах и мощностью дозы -излучения в местах отбора
проб не была отмечена в указанной работе, связано это с тем, что мощность дозы излучения обусловлена не только содержанием 226Ra, но и другими источниками излучения в местах отбора проб. Это
постороннее
излучение
обусловлено
скоплением радиоактивного металлолома и радиоактивных руд, наличием мощных
радиоактивных источников, используемых в производстве и другими причинами [1].
Если исключить эти источники радиоактивности из рассмотрения, то между дозой излучения и содержанием 226Ra наблюдается достаточно четкая линейная
зависимость (см. рис.2).
3
Доза (мкр/час)
1000
100
10
0.001
0.010
0.100
1.000
226
Ra (nKu/g)
Рис.2. Результаты определения содержания 226Ra и мощности дозы -излучения в
местах отбора проб.
Из рис.2 следует, что приведенная мощность дозы -излучения,
соответствующая нулевому содержанию 226Ra, равна 7 мкр/час. Эта цифра
подтверждает, что -излучение на поверхности земли обусловлено продуктами
распада 226Ra (50%), 40К и продуктами распада тория (50%). Доля остальных
составляющих, включая 235U, другие радиоактивные изотопы и космическое
излучение, не превышает 5-7% [5].
С учетом корреляционного графика, представленного на рис.2 и данных
приведенных в работах [1, 4] было построено распределение 226Ra в почвах
промобъектов и селитебной зоны Кара-Балтинского комплекса по переработке
урановых руд (рис.3).
Резюмируя вышеизложенное, можно отметить, что основной причиной
возникновения аномальных концентраций 226Ra в почвах промплощадки и санитарнозащитной зоны являются:
 потери отходов Гидрометаллургического завода при гидротранспортировке в
периоды аварий в трубопроводе;
 потери руды при ее перегрузке и маневрировании железнодорожных составов;
 очистка машин от радиоактивных руд и продуктов их переработки при мойке;
 вымывание радионуклидов из отработавших технологических конструкций при
хранении их вне помещений.
4
800
700
1.000
0.700
C
600
0.500
0.300
500
0.200
0.100
400
0.070
A
0.050
0.030
300
0.020
0.010
200
0.007
B
0.005
100
0.000
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Рис.3. Содержание и пространственное распределение 226Ra (nKu/g) в почвах
промобъектов и селитебной зоны Кара-Балтинского комплекса
А – хвостохранилище, В – промплощадка, С – селитебная зона.
1.
2.
3.
4.
5.
Литература
Васильев И.А., Денисов А.И., Макаренко А.В. и др. Современная
радиоэкологическая обстановка на промобъектах Кара-Балтинского горнорудного
комбината и прилегающих территориях. / Радиоэкологические и смежные
проблемы уранового производства. – Ч. 1. – Бишкек: Илим, 2000. – с. 48-58.
Назаренко В. Library v2.02. Библиотекарь нуклидов, 1991.
Васильев И.А., Маматибраимов С. Применение методов - и -спектрометрии для
изучения процессов переноса радиоактивных веществ. / В сб. «Радиационная
физика. Бишкек, «Илим», 1998. с.21-27.
Васильев И.А., Толонгутов Б.М., Алехина В.М. и др. Содержание и
пространственное распределение 226Ra в почвах промобъектов и селитебной зоны
Кара-Балтинской площади. / Радиоэкологические и смежные проблемы уранового
производства. – Ч. 1. – Бишкек: Илим, 2000. – с. 59-69.
Физический энциклопедический словарь. – М.: «Советская энциклопедия», 1984.
– 944 с.