Исследование плотности потока радона различными методами




Скачать 33.97 Kb.
Дата09.05.2016
Размер33.97 Kb.
Исследование плотности потока радона различными методами

Иванов Иван Иванович
Сидоров Сидор Сидорович

Томский политехнический университет

Петров Петр Петрович д.ф-м.н


ivanov@yandex.ru
Rn222 – радиоактивный газ природного происхождения, без цвета, запаха и вкуса. Радон является продуктом радиоактивного распада цепочки, основоположником которой является U238.

На кафедре Прикладной физики ФТФ уже несколько лет исследуется проблема переноса радона в почвах, грунтах и строительных материалах. Основываясь на теоретических достижениях и экспериментальных данных, молодые ученые и студенты опубликовали несколько десятков работ по радоновой тематике. Изучая процесс переноса радона с помощью новых, предложенных в работе [2-4] методов, был проведен ряд экспериментальных исследований в г. Томске и г. Барнауле.

В данной работе приведена попытка сравнения теоретического и экспериментального методов оценки плотности потока радона. Первый метод - это мгновенный метод определения равновесной объемной активности в почвенном воздухе. В данном эксперименте был использован радиометр Alpha-GUARD и пробоотборное устройство. Следуя аттестованной методике, забивали шпур на глубину 70 см, с помощью насоса прокачивали воздух через накопительную камеру Alpha-GUARD и через 20 минут (выбранное время экспозиции) получали значения объемной активности радона в почвенном воздухе. Затем на расстоянии 50 см забивали шпур на глубину 35 см и проводили аналогичное измерение. На одном участке было выбрано от 3 до 6 точек.

На этой же территории проводили измерения плотности потока радона с поверхности земли путем абсорбции на активированном древесном угле в течение 2-5 часов. Расстояние между пробами составляло около 50 метров. Далее производили спектрометрию абсорбированного радона в лабораторных условиях по продуктам распада полония, висмута и свинца. В каждой исследуемой точке была измерена мощность зкспозиционной дозы с помощью ДБГ-06, которая составила не более 18 мЗв/ч, что соответствует фоновому значению.

Известно, что широко распространены различные теоретические методы определения плотности потока радона, основанные на диффузионно-конвективной модели переноса радона в пористых средах. Это связано, в основном, с тем, что оборудование для измерения плотности потока радона дорогое, а также вопрос о суммарной погрешности метода измерения до сих пор нерешен.

Поэтому, следующим методом нашего исследования является теоретический метод. Это запатентованный способ определения потока радона с поверхности земли, подробно описанный в [3]. Метод основан на замене реальной дисперсной среды со сплошной средой с эффективными параметрами. В стационарном случае одномерное диффузионно-конвективное уравнение переноса радона имеет вид:



, (1)

где А-поровая активность радона, приходящаяся на единицу объема порового пространства, Бк/м3, υ-скорость конвективного переноса радона, см/с; De=D/η-эффективный коэффициент диффузии радона, см2/с; λ-постоянная распада радона, с-1; А-поровая активность радона, находящегося в радиоактивном равновесии с Ra226, равная



, (2)

где Kem-коэффициент эманирования, отн. ед; ARa-удельная активность Ra226, Бк/г; ρs-плотность твердых частиц грунта, г/см3; η-пористость грунта.

Поскольку данная тема находится на стыке нескольких научных направлений, необходим комплексный подход к рассмотрению закономерностей переноса радона и уточнение физических процессов, включенных в диффузионный и конвективный механизмы.

Для исследования с помощью теоретического метода конвективной составляющей потока радона необходимо знать ряд стандартных характеристик почв: тип грунта, пористость.

Наиболее хорошая сходимость результатов по двум методам получена, как и ожидалось, где состав почв имеет сплошную среду. Результаты, полученные на других участках, не поддаются обработке с помощью выбранного теоретического метода. Объяснением этого могут быть разные причины: 1- неоднородность почв, 2- мгновенный метод , 3- неблагоприятные климатические условия (увлажнение почвы). Если учесть и устранить все перечисленные факторы, в будущем можно будет получить более достоверные данные. Планируется в весенне-летний период провести повторный ряд измерений и исследований этого же района г. Барнаула, а также ряд районов г. Томска.

Список публикаций:



1. Титов В.К., Лашков Б.П., Черник Д.А. Экспрессные определения радона в почвах и зданиях. СПб, ВИРГ,1992, 40с.

2. Яковлева В.С., Рыжакова Н.К. Метод оценки плотности потока радона с поверхности земли по измеренной концентрации радона в почвенном воздухе.

3. Рыжакова Н.К., Яковлева В.С. Способ определения потока радона с поверхности земли. Патент РФ №2212688 от 20.09.2003.

4. Яковлева В.С., Рыжакова Н.К. Способ измерения установившейся равновесной объемной активности радона в почвенном воздухе. Патент РФ №2212689 от 20.09.2003.


База данных защищена авторским правом ©ekonoom.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница