Выпадение радиоактивных аэрозолей. определение и их виды.

Радиоактивные осадки

Радиоактивные осадки — это осаждающиеся из атмосферы радиоактивные аэрозоли, возникающие вследствие испытаний ядерного оружия. Радиоактивные осадки различают: локальные, тропосферные и стратосферные.

Локальные радиоактивные осадки представляют собой крупные, преимущественно оплавленные частицы, выпадающие под действием силы тяжести вблизи места взрыва. Основная санитарная значимость их определяется как источников гамма-излучения.

Тропосферные радиоактивные осадки — радиоактивные частицы микронного и субмикронного размера, поступающие при ядерном взрыве в тропосферу. На протяжении 2—6 недель они переносятся воздушными течениями вокруг земного шара, постепенно осаждаясь на земной поверхности.

Содержат они преимущественно короткоживущие изотопы, из которых наибольшую санитарную опасность представляет радиоактивный йод. Решающую роль в очищении тропосферы играют атмосферные осадки (особенно моросящие дожди).

Обратите внимание

Стратосферные (или глобальные) радиоактивные осадки — радиоактивные частицы, инжектированные при ядерном взрыве в верхние слои атмосферы (стратосферу) и медленно осаждающиеся на землю. Время пребывания их в стратосфере колеблется от 2 до 5 лет. В них содержатся преимущественно долгоживущие изотопы (стронций-90, цезий-137, церий-144 и др.).

Плотность глобальных радиоактивных осадков неравномерна на различных широтах. Максимальные выпадения после прекращения в 1963 г. массовых испытаний ядерного оружия имели место между 20—60° с. ш. Из-за особенности переноса воздушных масс имеют место сезонные колебания плотности выпадений с максимумом весной — вначале лета.

Дальнейшая миграция выпавших на поверхность земли радиоактивных изотопов по биологической цепи определяется их биологической доступностью.

В отличие от локальных выпадений, состоящих в основном из крупных оплавленных нерастворимых частиц, стратосферные радиоактивные осадки, состоящие из мелкодисперсных фракций, обладают высокой степенью (стронций-90, цезий-137) биологической доступности. Растворимость этих частиц может достигать 100%.

В первые годы после испытаний ядерного оружия загрязнение наземной растительности повсеместно происходило за счет непосредственного осаждения радиоактивных осадков на поверхность растений. В последующем все большее удельное значение приобретает миграция их в растение корневым путем из почвы.

Наибольшая плотность выпадения радиоактивных осадков относилась к 1963 г., вследствие чего максимальные дозы облучения населения, обусловленные стратосферными осадками, имели место в 1963—1964 гг. Однако даже в этот период они не превышали величины предела дозы, установленного для населения.

Благодаря уменьшению плотности выпадения радиоактивных осадков и радиоактивному распаду поступление радиоактивных изотопов с каждым годом снижается. Соответственно уменьшаются абсолютные значения дозы облучения людей. Так, например, дозы  облучения  костной  ткани у  взрослых жителей г. Москвы в 1968 г. за счет инкорпорированного стронция-90 составляли 2,6 мрад/год, т. е. менее 10% от предела дозы.

Отсутствие реальной опасности для здоровья от подобных доз исключает необходимость применения каких-либо профилактических или оздоровительных мер.

Важно

Однако контроль за радиационной обстановкой, обусловленной глобальными выпадениями, на территории России  ведется непрерывно с целью изучения соответствующих закономерностей.

Объектами наблюдения являются атмосферный воздух, почва, открытые водоемы, растительность, пищевые продукты.

Ведутся также постоянные наблюдения за содержанием радиоактивных веществ в организме различных возрастных групп населения и популяционной дозой за счет глобальных радиоактивных осадков.

Радиоактивные осадки — выпадения из радиоактивного облака, образующегося в результате взрыва ядерного устройства.

Различают радиоактивные осадки местные, запаздывающие и глобальные. Радиоактивные осадки местные имеют частицы размером порядка десятков микрон и более; выпадают при наземных взрывах в течение нескольких десятков часов и распространяются по направлению ветра на 500—550 км от центра взрыва.

Запаздывающие (полуглобальные, тропосферные, континентальные) радиоактивные осадки имеют частицы размером порядка 1—5 мк; выпадают в течение нескольких недель с момента взрыва (обычно до 5 месяцев) и распространяются в широтном направлении.

Глобальные, стратосферные радиоактивные осадки имеют частицы размером менее 1 мк; выпадают в течение ряда лет, обычно более интенсивно в весенний период.

Совет

Характер образования и выпадения радиоактивных осадков зависит от характера взрыва (наземный, воздушный, надводный), тротилового эквивалента, ядерного устройства, характера грунта в районе взрыва и метеорологических факторов.

При наземном взрыве ядерного устройства с тротиловым эквивалентом порядка 1 Мт к обычным веществам, из которых состоит огненный шар (продукты деления, оболочка заряда и другие части, разогретые до температуры в несколько миллионов градусов), добавляется около 20 000 те испарившегося грунта. Кроме того, воздушные потоки, сопровождающие взрыв, поднимают значительное количество пыли и других твердых частиц, составляющих «ножку» специфического «гриба» ядерного взрыва.

Радиоактивное загрязнение в результате такого взрыва через час после него накрывает территорию около 28 тыс. км2. Местные осадки составляют примерно 90% всей поднятой при наземном взрыве массы грунта.

Мелкодисперсная часть поднятого в воздух грунта переходит в стратосферу, составляя в дальнейшем основу формирования глобальных радиоактивных осадков. При воздушных взрывах (огненный шар не касается поверхности земли) формирования местных осадков не происходит, а основная масса радиоактивных осколков, поднятых в стратосферу, образует в дальнейшем глобальные осадки.

Таким образом, в результате взрывов ядерных устройств в атмосферу попадает большое количество различных радиоактивных изотопов, которые разносятся потоками воздуха, загрязняя самые удаленные от места взрыва районы.

В течение многих лет Sr90, Cs137 и другие радиоактивные изотопы, образовавшиеся при взрыве, будут переноситься воздушными потоками. Наивысшую плотность радиоактивного загрязнения создают местные радиоактивные осадки, изотопный состав которых представлен в основном короткоживущими радиоактивными осколками, в первую очередь радиоактивным J131.

Спад радиоактивности в первый период после ядерного взрыва (до 100 сут.) подчиняется закону t-1,2.

Изотопный состав запаздывающих радиоактивных осадков менее разнообразен, однако и в них J131 играет довольно значительную роль.

В составе глобальных выпадений радиоактивность представлена долгоживущими осколками — Sr90, Cs137, Се144, Pr144, Pm147 и некоторыми другими, однако биологическую значимость в основном представляют Sr90 и Cs137.

Обратите внимание

Выпадая на поверхность почвы и растений, радиоактивные осадки вступают в циклы непрерывно проходящих на Земле биологических процессов, сложно мигрируя по различным звеньям экологической цепи (см. Экология, радиационная).

Исследование механизма проникновения Sr90 — компонента глобальных радиоактивных осадков — показало, что до 80% его концентрируется в поверхностном слое необрабатываемой земли толщиной 5 см. В пахотных землях он распределяется на всю глубину вспашки.

При продолжающемся выпадении радиоактивных осадков количество Sr90, попадающего в пищевой рацион человека, в большей степени зависит от непосредственного загрязнения листьев, соцветий и нижних частей многолетних растений, чем от его поглощения корнями из почвы.

Если скорость радиоактивного выпадения уменьшается, то поглощение корнями начинает доминировать.

Ряд радиоактивных веществ, образующихся при взрывах ядерных устройств, попадает в организм человека и накапливается в нем. Особенно большое биологическое значение имеет Sr90, обладающий 28-летним периодом полураспада и накапливающийся в скелете человека.

Основное накопление стронция происходит в быстрорастущих частях кости — эпифизах, которые превращаются в своеобразные стронциевые «депо», откуда осуществляется постоянное облучение близлежащих участков кости и костного мозга (см. Радиационная токсикология).

В связи с биологической значимостью радиоактивных осадков в СССР и ряде других стран разработана и осуществляется система контроля за уровнями радиоактивных выпадений, миграцией и поступлением в организм человека наиболее важных радиоактивных осколков ядерного деления.

В результате договора о запрещении ядерных испытаний в трех средах количество радиоактивных осадков значительно уменьшилось и продолжает снижаться. См. также Радиационная гигиена.

Источник: http://www.medical-enc.ru/16/radioaktivnye_osadki.shtml

Радиометрия радиоактивных газов и аэрозолей

Раздел 17.

Радиометрия радиоактивных газов и аэрозолей.

Измерение концентрации радиоактивных газов и аэрозолей. Естественные и искусственные радиоактивные газы, пути их образования. Измерение концентрации искусственных радиоактивных благородных газов с помощью газоразрядных счетчиков и ионизационных камер. Определение концентрации радона.

            Радиоактивные аэрозоли. Характеристика радиоактивных аэрозолей. Концентрирование радиоактивных аэрозолей на фильтрах. Определение активности аэрозолей. Естественные радиоактивные аэрозоли – продукты распада радона. Определение концентрации ДПР. Активные и пассивные методы измерения. Средства измерения радиоактивных аэрозолей..

Основные радиоактивные газы приведены в таблице 17.1.

Таблица 17.1. радиоактивные газы и пути их образования

Радиоактивный газ Период полураспада Пути поступления в окружающую среду
3H 12,26 лет ·  В результате взаимодействия космического излучения с атмосферой Земли;·  Выбросы радиохимических заводов и АЭС·  При взрыве ядерного оружия
14C 5730 лет ·  В результате взаимодействия космического излучения с атмосферой Земли;·  Выбросы радиохимических заводов и АЭС·  При взрыве ядерного оружия
41Ar 1,82 ч Продукт нейтронной активации 40Ar, содержащегося в воздухе и в охлаждающих реактор воде или газе.
85Kr 10,86 лет Выбросы радиохимических заводов и АЭС
133Xe 5,27 сут Выбросы радиохимических заводов и АЭС
131I 8,05 сут ·  Выбросы радиохимических заводов и АЭС·  При взрыве ядерного оружия
222Rn 3,82 сут Естественный радионуклид, семейство 238U
220Rn 55,6 с Естественный радионуклид, семейство 232Th

В соответствии с нормами радиационной безопасности важнейшими контролируемыми параметрами является поступление радионуклидов в организм и их содержание в организме, а также их объемная активность в воздухе, определенная методами радиометрии.

Измерение объемной активности радиоактивных газов (таких, как аргон, криптон, ксенон, тритий и др.) основано на счете отдельных β-частиц или фотонов и на измерении ионизационного тока, создаваемого этими частицами.

Кроме измерения объемной активности часто возникает необходимость в определении нуклидного состава смеси радиоактивных газов, что осуществляется по периодам полураспада, спектрометрией фотонов, определением граничной энергии β-спектра, радиометрией аэрозольных продуктов распада газов, хроматографическим разделением газов в угольных или селикагелевых ловушках, избирательным концентрированием и др. Ввиду сильного поглощения β-частиц либо измеряемый газ вводят внутрь газоразрядного счетчика или ионизационной камеры, либо применяют сетчатые камеры (с воздушной стенкой), счетчики и сцинтилляционные детекторы, погружаемые в радиоактивный газ.

Наименьшая погрешность (до 1%) измерения активности газов достигается при использовании счетчиков внутреннего наполнения, что обеспечивает регистрацию почти каждого акта распада, если он сопровождается испусканием заряженной частицы. Однако этот метод сложен и громоздок.

Важно

Широкое распространение в серийной аппаратуре получил метод измерения активности газов с помощью тонкостенных торцевых счетчиков, помещаемых в торец цилиндрических камер, которые наполняют радиоактивным газом, или цилиндрических счетчиков, расположенных в центре таких камер.

Концентрация С газа в камере определяется по формуле

(17.1)

где k – коэффициент, зависящий от выбора единиц; Nβ – скорость счета β-частиц; η – градуировочный коэффициент, зависящий от граничной энергии β-частиц Еβ, толщины входного окна торцевого счетчика и размеров объема с газом; S – рабочая площадь входного окна счетчика; V – объем камеры.

Активность газов с граничной энергией β-спектра менее 0,3 МэВ целесообразно измерять с помощью ионизационных камер внутреннего наполнения.

Для контроля газов, содержащих 3H, 14C, 35S и другие нуклиды, применяют ионизационные камеры с газовой стенкой, измерительный объем которых должен быть окружен слоем воздуха с радиоактивным газом толщиной, равной (или более) максимальному пробегу β-частиц в воздухе.

В такой камере устанавливается электронное равновесие, как в бесконечной среде с равномерно распределенным веществом. Камера обычно представляет собой два коаксиально расположенных цилиндра. Внутренний цилиндр является собирающим электродом. Внешний цилиндр ограничивает измерительный объем.

Читайте также:  Метил хлористый (хлорметан)

Его изготовляют в виде сетки из металла с низким атомным номером, чтобы уменьшить действие мешающего измерению внешнего γ-излучения. Через сетку происходит обмен воздуха без применения устройств прокачки.

Ионизационный ток насыщения в камере с газовой стенкой определяется по формуле

(17.2)

где i – ионизационный ток; β – градуировочный коэффициент; заряд одного иона 1,6·10-19 Кл; С – концентрация газа, Б/л; V – измерительный объем камеры, л; — средняя

Источник: https://vunivere.ru/work56121

Особенности биологического действия радиоактивных аэрозолей

Кинетика радионуклидов в организме при ингаляционном поступлении. При одних и тех же количествах радионуклидов внутреннее облучение существенно опаснее для человека, чем внешнее.

Это обусловлено тем, что при внутреннем облучении нет возможности применить те способы защиты, которые используются при внешнем облучении — нельзя ни удалиться от источника облучения, ни защититься от него, ни сократить время облучения.

К тому же при внутреннем облучении радионуклиды могут накапливаться избирательно в каких-то органах, усиливая облучение этих органов.

Радионуклиды, которые попали внутрь организма, называют инкорпорированными радионуклидами. Существует три пути попадания радионуклидов из внешней среды внутрь человеческого организма: с воздухом через органы дыхания (ингаляционное поступление), с водой и пищей через органы пищеварения (пероральное поступление) и через кожу[25].

При поступлении радионуклида внутрь организма степень его опасности для человека определяется скоростью его всасывания в кровь, скоростью выведения из организма, а также способностью этого нуклида накапливаться в том или ином органе.

Совет

Эти процессы зависят от следующих важных факторов: химической формы соединения радионуклида и степени растворимости этого соединения в той жидкой среде, в которую он поступил, от времени нахождения этого радионуклида в органе, от состояния организма (например, если аналога поступившего радионуклида в организме не хватает, радионуклид будет откладываться именно в местах концентрации недостающего аналога) и, конечно, от функциональных особенностей органа, в который радионуклид поступил.

Считается, что из трех возможных путей поступления радионуклидов в организм (ингаляционный, пероральный и через кожу) наибольший вред человеку причиняет вдыхание загрязненного радионуклидами воздуха.

Это обусловлено, во-первых, большим количеством потребляемого воздуха (через легкие за сутки проходят большие объемы воздуха, около 20 м3, воды же всего около 2 л).

Во-вторых, радиоактивное вещество, поступающее ингаляционным путем в организм человека, имеет возможность поступать непосредственно в кровь[26], и, в-третьих, органы дыхания обладают прекрасной адсорбирующей способностью, в частности, из-за своей большой площади поверхности (площадь дыхательной поверхности легких — 50 — 55 м2).

Ингаляционное поступление аэрозолей внутрь организма осуществляется через органы дыхания, которые состоят из носовой полости, глотки, трахеи, бронхов и легких.

Воздух вдыхается через нос и рот и спускается в легкие по трахее и по разветвляющимся, как дерево трубкам — бронхам и бронхиолам. На конечных бронхиальных веточках «бронхиального дерева» находятся альвеолы — крохотные мешочки, заполненные воздухом.

Легкие похожи на губку, поскольку они состоят из миллионов таких мельчайших мешочков. Альвеолы оплетены густой сетью капилляров, и именно здесь происходит жизненно важный обмен кислорода и углекислого газа.

В альвеолах кровь непосредственно контактирует с вдыхаемым воздухом; при этом кислород (вместе с радиоактивными веществами) поступает в кровоток, а углекислый газ из него выходит и выдыхается.

Слизистая оболочка дыхательных путей (трахеи, бронхов и бронхиол) выстлана мерцательным эпителием, внешняя поверхность которого имеет реснички, способные сокращаться только в направлении ротовой и носовой полостей, т.е.

можно сказать, что наличие мерцательного эпителия является защитной реакцией организма, благодаря которой часть аэрозольных частиц, попавших в дыхательную систему, возвращается обратно. Наиболее эффективно удаляются из легких частицы размером более 2 мкм. Для очень мелких частиц (< 1 мкм) роль мерцательного эпителия незначительна.

Таким образом, в процессе дыхания аэрозольные частицы вместе с воздухом через трахею и бронхи попадают в альвеолярные ткани, а оттуда (после преобразования в растворимую форму) в лимфатическую систему или кровь.

Относительная радиационная опасность радионуклидов.

Зная основные закономерности распределения и накопления различных радионуклидов в органах человека (учитывая константы переноса, физические и химические характеристики элемента), можно распределить радионуклиды по степени относительной радиационной опасности.

Обратите внимание

Значения предела годового поступления (ПГП) некоторых радионуклидов в воздухе представлены в табл. 4.4[27]. Из этих данных видно, что диапазон значений пределов годового поступления очень широк (занимает семь порядков величины).

Таблица 4.4

Значения предела годового поступления с воздухом некоторых

радионуклидов для населения

Радионуклид Период полураспада ebmax, кэВ eg, кэВ (квантовый выход, отн. ед.) Предел годового поступления с воздухом, Бк/год
Тритий-3 12,3 лет 3,7×106
Углерод-14 5730 лет 4,0×105
Фосфор-32 14,35 сут 2,5×105
Кобальт-60 5,3 лет 1333 1170 8,3×104
Стронций-89 51 сут 1,4×105
Стронций-90 28,1 лет 2,0×104
Цирконий-95 64,05 сут. 757 724 1,7×105
Рутений-106 368 сут 622 512 3,6×104
Йод-131 8,04 сут 1,4×104
Цезий-134 2,06 лет 605 796 1,5×105
Цезий-137 30,174 лет 2,2×105
Радий-226 1600 лет g-изл. дочерних продуктов 220
Плутоний-239 2,4×104 лет
Уран-238 4,51×109 лет g-изл. дочерних продуктов

Для определения радиационной опасности радионуклида большое значение имеет его период полураспада. Так, в химическом отношении одинаковые изотопы стронция (89Sr и 90Sr) имеют пределы годового поступления, отличающиеся в 20 и 30 раз для воздуха и воды соответственно.

Такая же зависимость просматривается и для изотопов рутения (103Ru: Т1/2 = 40 сут, ПГП = 14 Бк; 106Ru: Т1/2 = 1 год, ПГП = 1,4 Бк), йода (133J: Т1/2 = 20 ч, ПГП = 8 Бк; 135J: Т1/2 = 6,7 ч, ПГП = 26 Бк) и некоторых других радионуклидов.

Важным фактором при определении предела годового поступления является способность нуклида локализовываться в отдельных органах – для неконцентрирующегося нуклида облучаемая масса (все тело стандартного человека) на порядок больше массы того органа, в котором откладывается радионуклид.

Можно сопоставить два долгоживущих изотопа, имеющих практически одинаковый период полураспада — 137Cs и 90Sr.

Их пределы годового поступления отличаются на порядок, и это обусловлено в том числе и тем, что 137Cs имеет равномерное распределение по всему организму, а 90Sr концентрируется в основном в костях.

Очень большие значения пределов годового поступления (в тысячи раз больше, чем для других b-g-излучателей) для изотопов водорода (3Н, Еbmax = 18 кэВ) и углерода (14С, Еbmax = 158 кэВ) объясняются, в частности, тем, что эти изотопы участвуют в водном и углеродном обмене, активно протекающем в живом организме – поэтому они практически не концентрируются ни в каких органах, к тому же имеют низкую энергию b-излучения. В то же время такие радионуклиды как цезий, рутений, ниобий, имеющие также равномерное распределение по организму, имеют предел годового поступления значительно ниже, чем для водорода и трития. Это обусловлено как более высоким значением максимальной энергии b-спектра этих нуклидов Еbmax , так и наличием сопутствующего g-излучения.

Как видно из табл. 4.4, наиболее радиационно опасными являются α-излучатели — 226Ra, 239Pu. Эти радионуклиды, во-первых, концентрируются преимущественно в костной ткани (а не распределяются равномерно по всему организму), во-вторых, имеют большой период полураспада, и в-третьих, испускают α-частицы, имеющие наиболее высокое значение относительной биологической эффективности.

Источник: https://studopedya.ru/1-85101.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 3

Выпадение мелких частицрадиоактивных аэрозолей из тропосферы на земную поверхность происходит в результате целого ряда других процессов. Одни из этих процессов могут идти при отсутствии атмосферных осадков. Они обусловливают так называемое сухое выпадение. Другие связаны с очищающим действием атмосферных осадков и могут протекать только при наличии дождя, снега, тумана, росы, инея.  [31]

Мешающей называют концентрациюрадиоактивных аэрозолей, имеющих малый период полураспада.  [32]

Для определения концентрациирадиоактивных аэрозолей в воздухе рабочих помещений применяют установки, состоящие из датчика с фильтром, прибора для измерения скорости прокачки воздуха, устройства для прокачивания воздуха и счетной установки для определения абсолютной активности аэрозолей, осажденных на фильтре.  [33]

Доля различных выпадений, %, в зависимости от мощности взрыва.  [34]

Среднее время пребываниярадиоактивных аэрозолей в тропосфере зависит от высоты ее слоя и метеорологических особенностей района: во всей толще тропосферы оно колеблется от 20 до 30 суток, в трехкилометровом нижнем слое тропосферы составляет от 2 до 10 дней. Из атмосферы радиоактивные аэрозоли выносятся осадками: захватываются в облаках при образовании дождевых капель.  [35]

Ротационная установка с фильтрами.  [36]

Натансона, посвященнуюрадиоактивным аэрозолям.  [37]

Ряд установок может выбрасыватьрадиоактивные аэрозоли и газы и загрязнять значительные объемы атмосферного воздуха.  [38]

Исследования показали, чторадиоактивные аэрозоли, представляют собой агрегаты из атомов или молекул, содержащих радиоактивный изотоп, в ряде случаев окруженные полярными молекулами веществ, находящихся в газовой среде вместе с радиоактивным изотопом. Образование аэрозолей происходит также при адсорбции молекул ( атомов) радиоактивных веществ на посторонних частицах, находящихся в газах.  [39]

Пробоотборник предназначен для отборарадиоактивных аэрозолей на стандартные аналитические аэрозольные фильтры АФА-РСП-3 при температуре окружающей среды от 10 до 35 С и относительной влажности до 80 С.

Важно

Он может быть применен также для отбора нерадиоактивных аэрозолей, токсических паров и газов. Пробы отбирают путем аспирации исследуемого воздуха с помощью мембранного насоса, расположенного внутри прибора; объемная скорость составляет в среднем от 0 5 до 1 0 л / мин.

Анализ отобранных проб проводят общепринятыми методами. Изменение объема и скорости за время непрерывной работы не превышает 10 % при напряжении питания 6 В. Питание пробоотборника осуществляется от батареи, состоящей из 5 аккумуляторов типа Д-025.

Пробоотборник с аккумуляторным источником питания рекомендуется эксплуатировать со следующей цикличностью: 17 ч заряд, 7 ч работа.  [40]

Непрерывное изучение плотности выпадениярадиоактивных аэрозолей из атмосферы на земную поверхность, концентрации активных продуктов деления в приземном слое воздуха и удельной активности атмосферных осадков может способствовать выяснению ряда связанных между собой вопросов, к числу которых относится, например, вопрос о существовании зависимости между содержанием и характером радиоактивных аэрозолей в воздухе и степенью их захвата выпадающими осадками.  [41]

РАДИОАКТИВНОСТЬ ОСАДКОВ обусловлена захватомрадиоактивных аэрозолей и газов из атм.  [42]

Однако при работе срадиоактивными аэрозолями бумажные фильтры обладают известными преимуществами, поскольку необходимость измерения активности в собранной пробе налагает на методику некоторые требования.  [43]

Смесью короткоживущих радионуклидов КЖН названырадиоактивные аэрозоли, экспонированные на фильтре в течение одних суток и измеренные через / г ч после снятия пробы. При необходимости период экспонирования может быть изменен.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: http://www.ngpedia.ru/id131715p3.html

Способ определения транспортабельности радиоактивных аэрозолей

Известен способ [1] определения транспортабельности, включающий длительную (не менее 10 суток) процедуру диализа через полупроницаемую мембрану радиоактивного вещества, содержащегося в твердой фазе аэрозоля, измерения активности получаемых при этом субстратов (диализаты, полупроницаемые мембраны, фильтр с образцом аэрозольных частиц) и расчет значения транспортабельности на основе статистической обработки результатов измерений.

Читайте также:  Водные огнетушители: типы, устройство, назначение, применение

Известен способ [2] определения TPA, включающий предварительное разделение проб твердых фаз радиоактивных нуклидов из аэрозолей, содержащихся в воздухе рабочих помещений вредных производств, по фракциям в зависимости от их размеров и нуклидных составов.

После чего осуществляют процесс диализа каждой фракции в растворе Рингера в течение от 10 до 12 суток при периодическом измерении радиоактивности каждой фракции.

На заключительном этапе рассчитывают фракционные значения TPA, после чего определяют величину итогового значения ТРА для пробы в целом.

Совет

Недостатком этих способов является сложность, необходимость многодневных радиохимических анализов в лабораторных помещениях, с привлечением большого количества квалифицированного персонала. Указанные недостатки делают его непригодным для использования в промышленных условиях.

Целью изобретения является увеличение оперативности определения транспортабельности радиоактивных аэрозолей в производственных условиях.

Сущность изобретения заключается в том, что предварительно определяют зависимость транспортабельности твердой фазы радиоактивного аэрозоля от его активностного медианного аэродинамического диаметра (АМАД) в виде аппроксимирующей функции, затем проводят измерения АМАД радиоактивного аэрозоля воздуха рабочего помещения и, используя полученную аппроксимирующую функцию, рассчитывают значение транспортабельности.

Пример осуществления способа

Существующий в настоящее время способ определения транспортабельности заключается в проведении процедуры диализа радиоактивного вещества через полупроницаемую мембрану, измерении активности получаемых при этом субстратов и расчете значения искомого показателя на основе статистической обработки полученных результатов измерений. Опыт исследования транспортабельности промышленных альфа-излучающих аэрозолей воздуха рабочих помещений ПО «Маяк» показал следующее. Продолжительность процедуры диализа составляет 10 суток. Измерение активности полученных субстратов, включая диализаты, фильтр с пробой радиоактивных аэрозолей, а также полупроницаемые мембраны длится 5 суток [2, 3, 4]. Таким образом, общее время, затрачиваемое на определение транспортабельности, составляет приблизительно 15 суток, учитывая, что статистическая обработка полученных результатов измерений не занимает значимого времени.

В ходе исследований физико-химических свойств промышленных альфа-излучающих аэрозолей воздуха рабочих помещений ПО «Маяк» была получена аппроксимирующая функция (фиг. 1), выражающая обратную зависимость транспортабельности от размеров частиц твердой фазы аэрозоля, выраженных в терминах АМАД [2, 3, 4].

Математически аппроксимирующая функция выражается следующей формулой:

где S — транспортабельность твердой фазы аэрозоля, %;

АМАД — активностный медианный аэродинамический диаметр радиоактивных аэрозолей, мкм.

Таким образом, на основе результатов измерений значения АМАД с помощью приведенной выше формулы можно провести расчет транспортабельности. Например, если в результате измерения было получено, что АМАД аэрозоля оказался равным 4 мкм, то транспортабельность составит

Продолжительность отбора проб аэрозолей, необходимая для определения транспортабельности, стандартным и предлагаемым способами одинакова. Продолжительность определения АМАД промышленных альфа-излучающих аэрозолей составляет 2-3 часа.

Обратите внимание

Таким образом, применение предлагаемого способа определения транспортабельности сокращает время приблизительно в 50 раз, существенно снижает затраты на химические реактивы, не требует сложного лабораторного оборудования и высококвалифицированных кадров.

Источники информации

1. В.Ф. Хохряков, К.Г. Суслова, И.А. Цевелева, Е.Е. Аладова. Объективный способ классификации альфа-активных аэрозолей для целей дозиметрии внутреннего облучения. // Медицинская радиология и радиационная безопасность, №4, 1998, с. 41-45.

2. В.В. Хохряков, С.А. Сыпко. Изучение физико-химических свойств аэрозолей плутония и америция на предприятии по переработке ОЯТ. // Тезисы докладов конференции «Ядерно-промышленный комплекс Урала: проблемы и перспективы», г. Озерск 2005, с 180-182.

3. V.V. Khokhryakov, S.A. Sypko Influence of AMAD of industrial alpha-emitting aerosols on Pu dialysis kinetics. Cite abstract as Author (2007), Title, European Aerosol Conference 2007, Salzburg, Abstract T10A009.

4. Хохряков B.B., Лагунова Н.Ю., Сыпко C.A., Румянцева Е.Ю. Исследование влияния дисперсного состава промышленных аэрозолей плутония на кинетику его диализа. // Бюллетень сибирской медицины, Том 4, №2, 2005, с. 99-104.

Способ определения транспортабельности радиоактивных аэрозолей, включающий отбор твердых фаз радиоактивных нуклидов аэрозолей, содержащихся в воздухе рабочих помещений вредных производств, измерений активностного мадианного аэродинамического диаметра (АМАД) и расчета транспортабельности S по формуле

S=2,78(АМАД)-0,71

Источник: http://www.FindPatent.ru/patent/265/2650487.html

ПОИСК

    Источниками радиоактивного загрязнения биосферы могут быть выпадение радиоактивных аэрозолей, поступивших в стратосферу в результате испытаний ядерного оружия выпадение радиоактивных изотопов, образовавшихся в результате уничтожения в высоких слоях атмосферы ядерных энергетических установок отходы атомной промышленности, захороненные с нарушением технологии или потерянные при транспортировке все виды стоков, сбросов и выбросов при работе и авариях на атомных электростанциях (АЭС), подводных и надводных судах с атомными двигателями радиоактивные вещества, попавшие в биосферу в результате аварийных ситуаций и несчастных случаев, связанных с атомным оружием неконтролируемые источники радиации (отходы урановых шахт, производства, на которых используются радиоактивные изотопы, заводы по переработке горючих веществ). Радиоактивное загрязнение биосферы тем более опасно, что 32 [c.32]
    Радиационный контроль за объектами природной среды (почвы, атмосферного воздуха и поверхностных вод) ведется путем измерения мощности дозы гамма-излучения, отбора проб и измерением суммарной бета-активности атмосферных выпадений и воды в основных водоемах, измерением концентрации радиоактивных аэрозолей в приземном слое атмосферы. Этот контроль должен носить регулярный характер и решать задачи раннего предупреждения в случае ядерных аварий. Измерения, проводимые при данном типе контроля, относят к мониторинговым типам измерений и проводят на постоянных постах и метеостанциях. Осуществляется также радиационный контроль почв сельскохозяйственных угодий, продукции растениеводства, кормов и удобрений. [c.616]

    Наблюдение за последствиями испытаний ядерного оружия преследует ряд задач 1) изучить способы образования и распространения радиоактивных аэрозолей в атмосфере 2) выяснить закономерность выпадения радиоактивных продуктов на земную поверхность 3) определить содержание (уровни загрязнения) искусственных радиоактивных изотопов в различных объектах внешней среды 4) изучить распределение и нути миграции радиоактивных веществ (естественных и искусственных) в биосфере 5) определить, как воздействуют продукты деления на растения, на организмы животных и человека и на все население земного шара. Для решения этих задач требуется применение многих научных дисциплин ядерной физики, радиохимии, гидрохимии, биологии, медицины, метеорологии, океанологии, почвоведения. [c.8]

    В процессе зарождения капель или льдинок частицы радиоактивной пыли могут явиться центрами конденсации или льдообразования.

Однако опыты показали, что захват радиоактивных пылинок как центров образования облачных элементов не может нри-вести к выпадению значительной части радиоактивного аэрозоля [267, 268]. Более серьезное значение имеет захват частиц аэрозоля, когда образовавшиеся капли начинают расти.

Важно

Детальное теоретическое рассмотрение и специально поставленные опыты позволили получить довольно ясную картину происходящих при этом явлений [255, 269, 270]. [c.160]

    В 1960 и 1961 гг. отмечалось повышение роли сухих выпадений, как это видно, например, из приведенных данных по Ленинграду.

Возможное объяснение этой тенденции состоит в том, что, вероятно, суш,ествуют радиоактивные аэрозоли, по своим размерам или физико-химическим свойствам плохо вымываемые дождем.

Относительная доля таких аэрозолей повысилась в период длительной очистки, когда запас хорошо вымываемых аэрозолей в атмосфере иссяк. [c.168]

    В предыдуш ем параграфе дано одно из возможных объяснений факта длительного удержания радиоактивных аэрозолей в стратосфере и характера распределения концентрации их по высоте.

Необходимо объяснить широтное распределение радиоактивных загрязнений, ход убывания загрязненности стратосферы и сезонность выпадений радиоактивных нродуктов.

(3 этой целью было выдвинуто несколько теорий обмена между стратосферой и тропосферой. [c.188]

    Непрерывное изучение плотности выпадения радиоактивных аэрозолей из атмосферы на земную поверхность, концентрации активных продуктов деления в приземном слое воздуха и удельной активности атмосферных осадков может способствовать выяснению ряда связанных между собой вопросов, к числу которых относится, например, вопрос о существовании зависимости между содержанием и характером радиоактивных аэрозолей в воздухе и степенью их захвата выпадающими осадками. [c.194]

    Турбулентная диффузия взвешенных в атмосфере частиц представляет не только узко специальный интерес для физиков-теоре-тиков и метеорологов, но является также проблемой большой практической важности.

Совет

Распространение дыма промышленных предприятий приобрело в настоящее время серьезное значение в связи с охраной общественного здоровья.

В сельском хозяйстве инсектициды нередко применяются в виде аэрозолей для получения равномерного осадка на почве, воде или растениях, а в некоторых случаях и для нанесения на летящих насекомых.

Распространение спор грибков, вызывающих различные болезни растений, и перенос пыльцы и других дыхательных аллергенов — примеры других практически важных случаев атмосферной диффузии. Законы турбулентной диффузии в атмосфере применяются также при изучении распространения ядовитых газов, выпадения радиоактивной пыли, образующейся при атомных взрывах, и при маскировке военных объектов дымовыми завесами. [c.271]

    Библиография по радиоактивным выпадениям (1525 названий) опубликована Бостома более короткий пу)ечень — Раевским . Рассмотрены многие аспекты распределения радиоактивных аэрозолей в атмосфере и специально в стратосфере .

Проблеме фракционирования радиоактивных изотопов в лабораторных исследованиях уделялось очень мало внимания.

Стюартом рассмотрены некоторые теоретические вопросы, связанные с различием в составе частиц, образовавшихся на различных стадиях охлаждения горячего пара радиоизотопов, возникшего при ядерном взрыве фракционирование в осколочных продуктах было исследовано Фрейлингом . [c.349]

    Наиболее мзлкие частицы продуктов деления, возникающие в процессе радиоактивного распада инертных газов — ксенона и криптона, могут переноситься с воздушными массами на любые расстояния от места ядерных взрывов и постепенно выпадать на земную поверхность (глобальное выпадение). В каждом месте выпадение может быть охарактеризовано количеством радиоактивных аэрозолей, осевших на определенную площадь. [c.6]

    Выпадение мелких частиц радиоактивных аэрозолей пз тропосферы на земную поверхность происходит в результате целого ряда других процессов.

Обратите внимание

Одни из этих процессов могут идти при отсутствии атмосферных осадков. Они обусловливают так называемое сухое выпадение.

Другие связаны с очищающим депствиехМ атмосферных осадков и могут протекать только при наличии дождя, снега, тумана, росы, инея. [c.157]

    НЫ11 воздух все время обновляется, благодаря чему отлагается значительное количество радиоактивных аэрозолей.

Так, по определениям, произведенным близ Ленинграда [12], в среднем за сутки выпадало на 1 м земной поверхности столько радиоактивных продуктов, сколько их было заключено в 250 приземного воздуха.

Иными словами, чтобы обеспечить это выпадение за счет приземного воздуха, если бы он не пополнялся отку- [c.169]

    Радиоактивные аэрозоли образуются по-разному в завис — >10сти от типа взрыва. Различают три главных типа взрывов (в атмосфере. — Перев.) высоко в атмосфере, на подстилающей поверхности и вблизи нее (например, взрыв на багине), приче.м этой поверхностью может служить как суша, так и вода. При контактных взрывах значительное количество вещества поверхности втягивается в огненный шар.

Это вещество плавится или испаряется и смешивается с радиоактивными осколками. Различия в частицах формируются в процессе охлаждения огненного шара и зависят от свойств грунта, расстояния взрыва от поверхности и от мощности взрыва [1].

Читайте также:  Списание и утилизация огнетушителей: порядок и основные требования

Значительная часть образующихся частиц крупнее 20 мк эти частицы выпадают из атмосферы достаточно быстро в результате гравитационного оседания и образуют локальные выпадения. Доля таких выпадений от общего количества радиоактивного вещества, выделившегося при взрыве, колеблется практически от нуля при высотных взрывах в воздухе почти до 100% при наземных взрывах малой мощности.

Только при взрывах мощностью свыше 200 КТ ТНТ облако взрыва проникает сквозь тропопаузу и, стабилизируясь в стратосфере, служит источником дальних выпадений [47]. [c.279]

Важно

    Уран и трансурановые элементы Ри, Ат, Ст, Мр, участвующие в ядерном топливном цикле, и радиоактивные продукты их распада могут попадать в природные среды несколькими путями, включая радиоактивные глобальные выпадения от ядерных испытаний в атмосфере, потенциальные выбросы аэрозоля и жидкие сбросы при работе атомных электростанций, переработке отработавшего ядерного топлива и утечку из хранилищ отходов. При производстве ядерного топлива только 15% урана извлекается в виде конечного продукта, а 85% поступает в рудничные воды урановых рудников, отвалов и хвостохранилищ, загрязняя окружающую среду. [c.223]

    Служба пункта захоронения проводит систематич. радиац.

контроль, включающий контроль нуклидного состава радиоактивных в-в в аэрозолях, воде, открытых водоемах, подземных водах, выпадениях из атмосферы, в почве, донных отложениях, растительности и кормах местного произ-ва, гидробионтах, продуктах питания местного произ-ва. Зона наблюдения в 3-4 раза превышает санитарно-защитную зону. [c.165]

    Искусственная составляющая радиоактивности осадков в основном связана с вымыванием космогенных и техногенных радионуклидов из атмосферы. Это является главным механизмом ее очищения от радиоактивности, так как выпадение аэрозолей из атмосферы по площадям обычно соответствует количеству выпавших осадков [32]. Так, Ве (53,3 суг.

) и °Ве (1,5 10%ет), образующиеся при спаллации ядер азота и кислорода, сорбируются аэрозолями и затем вымываются из атмосферы осадками. Радионуклид Ве накапливается в снеге и льде (до Ю» атомов на 1 г вещества), проникает в озера и океаны, откладьшается в донных осадочных породах и часто является основой для определения возраста морских и океанических отложений.

В грунте и в водах океанов его содержание достигает Ю атомов на 1 г вещества, что составляет по удельной активности 137 Бк/т. Образующийся по реакции ( , р) С радиоуглерод с, как и стабильный углерод С, входит в состав молекулы СОг, которая поглощается растениями, а затем и животными, питающимися этими растениями.

Содержание С в живом веществе обусловливает его радиоактивность 16,6 распадов в минуту на 1 г природного углерода. В различных рассматриваемых объектах (деревья, животные, атмосфера) концентрация изотопа » с одинакова в любой точке планеты из-за процессов перемешивания, протекающих в атмосфере.

Если живой организм погибает, то со временем равновесие нарушается, поскольку прекращается изотопный обмен, и содержание С понижается с периодом полу- [c.153]

    Гедеонов Л.И., Гритченко З.Г., Макарова Т.П. и др. Радиохимическая методика определения урана, нептуния, плутония, трансплутониевых и редкоземельных элементов в пробах аэрозолей, в радиоактивных выпадениях и почвах Л. Радиевый институт, 1973. 15 с. [c.300]

    Приведенные выше формулы применимы лишь к аэрозолям е настолько мелкими частицами, что можно пренебречь потерями за счет их осаждения. При наличии крупных частиц выпадение на землю может сильно уменьшить концентрацию аэрозоля.

Частицы разных размеров, выпущенные с некоторой высоты к над землей, при ламинарном ветре осели бы на землю на расстояниях Ни1о по горизонтали (где и — скорость ветра, а V — скорость оседания частицы). Таким образом, частицы с малой скоростью оседания достигли бы земли лишь очень далеко от источника.

Совет

В турбулентной атмосфере частицы переносятся к поверхности земли турбулентной диффузией и осаждаются на поверхности за счет,седиментации, инерционного осаждения, диффузии и, возможно, также под действием электрического поля Земли. Взаимодействие факторов, управляющих осаждением аэрозолей из атмосферы, весьма сложно и еще недостаточно изучено.

Все же полезно оценить скорость осаждения хотя бы приблизительно, предполагая, что вертикальное распределение вещества в облаке не изменяется в прО цессе осаждения и что скорость выпадения (количество вещества, выпадающего на единице площади за секунду) в любой точке вдоль пути облака выражается произведением концентрации аэрозоля у самой земли % и скорости оседания частиц V.

Используя метод, примененный при оценке осаждения взвешенных в воздухе спор и для расчета радиоактивных выпадений мы можем вычислить количество вещества, выпавшего из облака от непрерывного наземного точечного источника, заменив постоянную производительность источника Q величиной Р (д ). Последняя представляет [c.279]

    Рассмотрим в качестве типичного примера процедуру отбора и первичной обработки радиоактивных веществ, выпадающих из атмосферы с аэрозолями воздуха и атмосферными осадками. Их улавливают с помощью собирающих устройств с определенной площадью сбора.

Сбор атмосферных выпадений осуществляется на планшеты, в кюветы, высокостенные сосуды, в воронки, соединенные с ионообменными колонками. Как правило, сборники выставляют на открытых площадках, где нет экранирующих поверхностей (деревьев, строений). [c.

529]

    Над поверхностью моря в воздухе велика концентрация морских аэрозолей, состоящих из капелек вынесенной ветром воды и крупинок морской соли [266]. Морские аэрозоли играют над морской поверхностью такую же роль седиментационного фактора, как пыль над сушей в отсутствие осадков.

Сравнение роли сухого выпадения и выпадения с дождями показало, нанример, что над Черным морем доля сухого выпадения в 1959 и 1960 гг. была значительно выше, чем над сушей в районе Ленинграда. Захват мелких радиоактивных частиц крупными нерадиоактивными пылинками пе очень отличается от захвата частиц каплями воды.

Большинство взвешенных в воздухе нылинок по своей природе гигроскопично, в особенности частицы промышленных отходов, и содержит в себе влагу. Последнее, несомненно, относится к частицам морских аэрозолей.

Поэтому между механизмом этого вида сухого выпадения и механизмом выпадения с атмосферными осадками трудно провести резкую грань. [c.159]

Обратите внимание

    В окрестностях Ленинграда с 1953 г. проводилось систематическое наблюдение за выпадением суммы продуктов деления, а с 1957 г.

проводились радиохимический и у-снектрометрический [143, 152] анализы выпавших продуктов с целью изучения их радиохимического состава и величины плотности выпадения отдельных радиоактивных изотопов.

Сбор выпадающих из атмосферы осадков и аэрозолей осуществлялся различными методами с помощью высокостенного фарфорового бака, выставляемого на месяц, [c.194]

    Распределение по размерам частиц стратосферного аэрозоля, прпведеппос в табл, 29 для двух высот, несколько отличается от показанного на рис, 26, Однако привлечение теории Лассена, согласно которой распределение вторичных радиоактивных частиц по размерам имеет максимум в области значений радиусов, несколько меньших 0,1 мк, приводит к распределению, не очень сильно отличающемуся от приведенного на рис, 54, кривая 3. Этот размер частиц столь мал, что выпадение таких частиц из стратосферы будет происходить с такой же интенсивностью, как и выведение газов. Поскольку процессы адсорбции для различных изотопов, по-видимому, одинаковы, то и вымывание последних с дождем и т. п, из тропосферы также будет практически одинаковым. Из этих кратких рассуждений видно, что естественные аэрозоли в такой же степени важны как переносчики изотопов, возникших под действием космических лучей, как и для переноса продуктов распада эманаций в тропосфере. [c.272]

    Выведение аэрозолей и радиоактивных продуктов нз тропосферы происходит в основном за счет вымывания осадками. На это указывают многие наблюдения, из которых следует, что сухое выпадение составляет в нормальные с точки зрения выпадения осадков периоды примерно 10—20% от общих выпадений радиоактивности [43, 91].

Можно ожидать, что доля сухих выпадений увеличивается в областях с более сухим климатом. Идеальная возможность для определения интенсивности выпадений появилась при первых испытательных взрывах в пустыне Невады, когда все радиоактивные вещества оставались в пределах тропосферы. Стюарт и др. [93] проследили за временны- [c.

294]

Источник: https://www.chem21.info/info/135645/

Радиоактивные аэрозоли

Из трех путей поступления ингаляционный – наиболее важный и опасный путь, а наиболее сложной формой радиоактивных веществ, попадающих в организм через дыхательную систему, являются радио­активные аэрозоли.

Аэрозоли – это газовая среда вместе со взвешенными мельчайшими частицами, т.е. любые взвешенные частицы в воздухе.

В зависимости от агрегатного состояния различают аэрозоли с твер­дой дисперсной фазой (пыль различных веществ, дым) и аэрозоли с жидкой дисперсной фазой (туманы или аэрозоли конденсации).

Важно

Естественными носителями радиоактивности атмосферного воздуха являются эманации (радон, торон, актинон) и их дочерние продукты– радиоактивные изотопы полония, висмута, свинца, талия, которые могут осесть на взвешенных в воздухе частицах, тогда как твердые продукты распада эманации в результате объёмной конденсации сами могут образовывать аэрозоли различной дисперсности. Концентрация радона в воздухе составляет около 11,1·10-3 Бк/л; торона – около 26,9·10-4 Бк/л, а концентрация их продуктов распада составляет в сред­нем 10-3– 10-2 Бк/л.

Для аэрозолей свойственны свои способы образования, основными из которых являются следующие˸

1) некоторые радиоактивные элементы в процессе распада образуют радиоактивные газы или эманации (радон, торон, актинон), которые поступают в окружающую среду. Продукты распада таких газов в ре­зультате радиоактивного распада и объёмной конденсации могут обра­зовывать твердые частички разной величины, которые оседают на взвешенные в воздухе частички пыли и т.д.;

2) многие радиоактивные элементы, распадаясь, образуют ряд радиоактивных продуктов распада.

В этом случае в процессе распада в воз­дух попадают радиоактивные атомы, которые могут быть захвачены взвешенными частицами, находящимися в воздухе.

Хотя подобные атомы отлетают от материнского вещества в воздухе на расстояние порядка 0,1 мм, но в результате диффузии и конвекции они могут быть унесены далеко от места своего образования;

3) радиоактивные аэрозоли могут образовываться также в случае, в случае если продукты распада основного радиоактивного элемента нерадио­активны. Причинои̌ этого является то, что нерадиоактивные атомы продуктов распада, улетая от материнского вещества, могут увлечь за собой частицы радиоактивных элементов, которые оседают затем на взвешенных в воздухе пылинках.

Источниками радиоактивных аэрозолей служат ядерные реакторы и ускорители частиц, а также их преобразование при авариях и активации нейтронами неактивной пыли.

При нормальной работе реактора про­исходит активация тепловыми нейтронами аргона, который входит в состав охлаждающего воздуха или газа, заполняющего кладку реакто­ра. При нарушении целостности защитной оболочки тепловыделяю­щих элементов (твэл) продукты деления ядерной реакции могут попасть в теплоноситель первого контура.

Совет

В этом случае появится реальная угроза загрязнения воздуха радиоактивными газами – криптоном, ксеноном, йодом и радиоактивными продуктами деления урана – Се144 +Рг-144, Sг-90+Y-90,Y-91, Sг-89, Ва-140+La-140, Sr-95+Nb-95, Pm-147 и др.

Также радиоактивные аэрозоли образуются в процессе производ­ства и обработки радиоактивных материалов (дробление, механиче­ская обработка, выпаривание, кипячение и т.д.), при взаимодействии космических лучей с атмосферной пылью.

Источник: http://referatwork.ru/lectionbase/sport/view/56789_radioaktivnye_aerozoli

Ссылка на основную публикацию