Обнаружение бета-активных радионуклидов, мигрирующих из хранилища твёрдых радиоактивных отходов в растения, и их идентификация

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2013, том 56, №6_

ФИЗИКА

УДК 658.567

Н.Т.Буриев, Н.Н.Буриев, Т.Давлатшоев

ОБНАРУЖЕНИЕ БЕТА-АКТИВНЫХ РАДИОНУКЛИДОВ, МИГРИРУЮЩИХ ИЗ ХРАНИЛИЩА ТВЁРДЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В РАСТЕНИЯ,

И ИХ ИДЕНТИФИКАЦИЯ

Физико-технический институт им. С.У.Умарова АН Республики Таджикистан

В работе представлены результаты исследования бета-активных радионуклидов, обнаруженных при анализе образцов проб листьев акации, отобранных рядом с хранилищем твёрдых радиоактивных отходов, и пути их миграции в растения. Проведённая идентификация показала, что обнаруженным радионуклидом является стронций-90.

Ключевые слова: твёрдые радиоактивные отходы - хранилище твёрдых радиоактивных отходов -радиоактивность - радионуклиды - бета-частицы.

При исследованиях, выполняемых в рамках проекта МНТЦ Т-1082.3 «Инспекция республиканского пункта захоронения радиоактивных отходов (РПЗРО) с целью разработки технического решения по его реабилитации», проводился комплекс работ с разнообразными пробами (отбор, про-боподготовка, спектрометрическое и радиометрическое исследование, обработка результатов и анализ исследованных проб) [1].

Все подготовленные для измерения суммарной Р-активности образцы были подвергнуты предварительному спектрометрическому анализу, результаты показали, что отсутствуют завышенные значения содержания радионуклидов, и считалось достаточным измерение суммарной Р-активности образцов относительным методом с использованием толстослойного метода. Этот метод широко используется в практике радиометрических исследований и подробно изложен в работе [2].

Образцы считаются толстослойными, если их поверхностная плотность больше значения максимального пробега Р-излучения в веществе, так как в этом случае выход Р-излучения из образца и, следовательно, скорость счёта достигает 0.97 от значения насыщения.

Преимущество метода толстослойного образца для определения суммарной Р-активности заключается в том, что метод не требует взятия точных навесок. Необходимо лишь убедиться, что масса препарата данного образца достаточна для выполнения условия «толстого слоя».

Принципы определения суммарной Р-активности относительным методом с использованием толстослойных образцов предусматривают использование в качестве эталона соединение К2Сг207.

Регистрация Р-частиц производилась стационарным радиометрическим измерительным комплексом, собранным на базе Р-датчика из комплекта переносного универсального радиометра РУП-1. Электрические импульсы с детектора типа СБТ-10 после усиления и обработки подавались на реги-

Адрес для корреспонденции: Буриев Назиржон Тошпулатович. 734063, Республика Таджикистан, Душанбе, пр. Айни, 299/1, Физико-технический институт АН РТ. E-mail: nazirburiev@mail.ru

стрирующий прибор. Сначала регистрировали фоновое значение установки, без использования источника (или пробы), затем с источником и только потом с исследуемыми образцами. Все измерения проводили трёхкратно в течение 1000 с, далее вычисляли среднее арифметическое значение регистрации фона, после этого среднее арифметическое значение регистрации пробы, затем вычисляли значение скорости счёта без учёта фона. Полученное значение переводили с учётом коэффициента в активность. Все данные заносили в таблицы.

Анализ результатов измерения суммарной Р-активности 230 образцов проб показал, что наиболее высокая Р-активность (14124 Бк/кг) была обнаружена в пробе листьев дерева акации (образец Я-2-7-0-У2), спиленного на месте фундамента во время строительства перекрытия над хранилищем твёрдых радиоактивных отходов, с которого были отобраны пробы ствола дерева, коры и листьев. С целью исключения ошибки в измерениях было проведено повторное исследование данного образца. Результаты первых и повторных исследований приведены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты первого и повторного измерений суммарной Р-активности листьев дерева акации

(образец R-2-7-0-V2).

Измерение Образец Дата измерения Показатели

1 измерение

фон 02.09.2010 974 991 999 988

эталон 02.09.2010 5953 5987 5997 5980 4992

первое измерение Я-2-7-0^2 02.09.2010 10747 10752 10778 10759 9771 14124

фон 18.11.2010 879 909 899 896

эталон 18.11.2010 5870 5705 5779 5785 4889

повторное измерение Я-2-7-0^2 18.11.2010 11257 11265 11297 11273 10377 15316

Как видно из табл. 1, повторные результаты измерения суммарной Р-активности (15316 Бк/кг) того же образца Я-2-7-0-У2 подтвердили правильность полученных результатов и не внесли ясности в происхождение высокой активности.

С целью перепроверки полученных результатов было принято решение взять дополнительные образцы листьев дерева акации и провести их анализ. Однако, как было отмечено ранее, дерево, с которого были взяты пробы Я-2-7-0^1, Я-2-7-0-У2 и R-2-7-0-V3, уже не существует. Но недалеко от того места, ниже по склону примерно в 2 м, растёт другое дерево акации, с которого нами были взяты пробы осенних листьев. Также пробы листьев и плодов (семена) были взяты с деревьев акации, растущих с южной стороны хранилища (в зона строгого режима) и рядом с административным зданием (в зоне наблюдения). Таким образом, с соблюдением методических рекомендаций [3] было дополнительно отобрано пять проб растительного материала и проведена их подготовка к радиометрическим исследованиям: три пробы - в зоне строгого режима и две пробы - в зоне наблюдения.

Во время пробоподготовки листья и плоды акации были высушены и тщательно измельчены при помощи электрического комбайна. Образцы были помещены в измерительный комплекс и измерена их суммарная Р-активность (табл. 2).

Таблица 2

Результаты измерения суммарной Р-активности дополнительных образцов

№ п/п Измерения Образец Дата измерения Показатели

1 измерение

фон 24.12.2010 867 845 820 844

эталон 24.12.2010 6001 5855 6027 5961 5117

1. листья акации R-2-9-0-V1 24.12.2010 971 893 876 913 69 99

2. плоды акации R-2-9-0-V2 24.12.2010 912 875 905 897 53 75

фон 27.12.2010 828 825 801 818

эталон 27.12.2010 5865 5787 5878 5843 5025

3. листья акации О-1-1-0-У1 27.12.2010 837 805 838 827 9 13

4. плоды акации О-1-1-0-У2 27.12.2010 885 883 876 881 63 90

фон 29.12.2010 790 848 809 816

эталон 29.12.2010 6085 5904 5720 5903 5087

5. листья акации R-2-8-0-V1 29.12.2010 34720 34256 35523 34833 34017 48254

Из табл. 2 видно, что в образцах листьев и плодов дерева акации, растущей рядом с административным зданием РПЗРО, пробы которых были взяты в зоне наблюдения (0-1-1-0-У1 и О-1-1-0-V2), и в образцах листьев и плодов дерева акации, растущей с южной стороны от хранилища ТРО, пробы которых взяты в зоне строгого режима ^-2-9-0-У1 и R-2-9-0-V2), суммарная Р-активность была соизмерима с фоновыми значениями. Только у образца листьев дерева акации ^-2-8-0-У1), растущей в непосредственной близости от стенки с западной стороны от хранилища ТРО, суммарная Р-активность достигала значения 48254 Бк/кг, что в несколько раз превышало значение суммарной Р-активности образца R-2-7-0-V2.

Полученные результаты явно указывают на существующую миграцию Р-активных радионуклидов из хранилища ТРО в листья дерева через корневую систему и исключают попадание Р-активных радионуклидов в листья воздушным путём.

Хотя все предпосылки указывали на то, что в составе исследуемого образца содержится стронций-90, который является чистым излучателем бета-частиц, требовалась его точная идентификация. Для идентификации бета-активных радионуклидов была применена методика сравнения логарифма ослабления активности исследуемой пробы в поглотителе с таким же показателем образцового источника. В качестве стандартного источника Р-излучения использовался образцовый источник ^г-90^-90), который входит в состав измерительного комплекса РУП-1 для калибровки установки. Регистрация Р-частиц производилась тем же стационарным радиометрическим измерительным ком-

плексом, собранным на базе Р-датчика из комплекта переносного универсального радиометра РУП-1. Только между источником Р-частиц (образцовый источник или проба) и окошком детектора размещён свинцовый коллиматор, над которым помещаются слои поглотителя, представляющего собой набор алюминиевых пластин толщиной 1 мкм с поверхностной плотностью 27 мг/см2 каждая.

Сначала регистрировали фоновое значение установки, без использования источника (или пробы). Все измерения проводили трёхкратно в течение 1000 с, далее вычисляли среднее арифметическое значение фона.

После установки в камеру образцового источника или исследуемой пробы поэтапно проводили трёхкратное измерение Р-активности за единицу времени (1000 с). На каждом последующем этапе измерения добавляли по одной алюминиевой пластине в поглотитель. По полученным значениям рассчитывали среднее значение счёта Р-излучения. Измерения продолжали с увеличением толщины поглотителя до достижения значения уровня фоновых показателей.

Результаты измерения логарифма ослабления Р-активности образцового источника (8г-90/У-90) и пробы листьев акации (Я-2-7-0-У2) представлены на графиках зависимости логарифма счёта интенсивности от толщины поглотителя. Из рисунка видно, что эти два графика зависимости идентичны в пределах ошибки измерения. Надо также отметить тот факт, что активность образцового источника на момент измерения совершенно случайно оказалась практически такой же, как и активность пробы листьев акации, что хорошо видно из графика.

Рис. Графики зависимости ослабления логарифма интенсивности излучения от толщины поглотителя: 1 - образцового источника 8г-90/У-90 и 2 - пробы листьев акации (Я-2-7-0-У2).

Полученные результаты позволяют сделать вывод, что радионуклидом, излучающим Р-частицы, который был обнаружен в составе пробы листьев акации (Я-2-7-0-У2) и мигрирующим из хранилища твёрдых радиоактивных отходов в растения, является стронций-90 (908г).

Авторы выражают благодарность коллаборатору проекта профессору Т.Т.Вандерграаф из Университетского колледжа г. Оттербурн (Канада) за проявленный интерес и обсуждение результатов,

сотрудникам РПЗРО и всем участникам проекта за сотрудничество и помощь в осуществлении данных исследований.

Поступило 14.12.2011 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Buriev N.T., Vandergraaf T.T., Abduchukurov D.A. Remediation and Assessment of the National Radioactive Waste Storage and Disposal Site in Tajikistan. ICEM-2011 The 14th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management. 25-29 September, 2011. France, Reims. Oral report WP-59110, p.89.

2. Фурман А.О. Методические разработки по сельскохозяйственной радиологии. - М., 1974, 60 с.

3. Буриев Н.Т., Джураев А.А., Абдушукуров Д.А. Методические указания по отбору проб растительности, их упаковке, маркировке, транспортировке, подготовке к исследованиям и хранению. Методические указания. - Душанбе: Изд-во «Котра», 2009, 16 с.

Н.Т.Буриев, Н.Н.Буриев, Т.Давлатшоев

ОШКОРСОЗИИ ХИЧ,РАТИ РАДИОНУКЛИДХОИ БЕТА-ФАЪОЛ АЗ ПАРТОВГОХИ МАВОДХОИ РАДИОАКТИВИИ САХТ БА РАСТАНИХО

ВА ТАШБЕХИ ОН

Институти физикаю техникаи ба номи С.У.Умарови Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Дар макола натичахои санчиши радионуклдидхои бета-фаъол, ки аз нишонахои растанихо, ки аз назди партовгохи маводхои радиоактивии сахт гирифта буданд, ва роххои хичрати онхо пешкаш шудааст. Натичахои ташбех нишон дод, ки радионуклидхои бета-фаъол стронсий-90 мебошанд.

Калима^ои калидй: партовуои сахти радиоактивй - партовгохи радиоактивй - радиоактивнокй -радионуклиду - бета-заррачауо.

N.T.Buriev, N.N.Buriev, T.Davlatshoev

DETECTION OF BETA-ACTIVE RADIONUCLIDES MIGRATING FROM THE SOLID RADIOACTIVE WASTE STORAGE INTO PLANTS AND

THEIR IDENTIFICATION

S.U. Umarov Physical-Technical Institute, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

The results of investigation of beta-activity of radionuclides found in the acacia leaf tests taken near the storage of solid radioactive waste and way their migration to the plant. Conducted identification showed that the detected radionuclide is strontium-90.

Key words: solid radioactive waste - storage of the radioactive waste - radioactivity - radionuclides -beta-particles.