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.