Развитие инструментального метода контроля плутония и 241 Am в почве и его применение в районах мирных ядерных взрывов

• Автор: Петрова, Екатерина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ АКТИНОИДНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
1.1. Радионуклиды естественного происхождения
1.2. Предприятия топливного цикла; захоронение, хранение и переработка
ядерных отходов
1.3. Авария на Чернобыльской АЭС
1.4. Испытания ядерного оружия и радиационные последствия глобальных
выпадений радиоактивных продуктов
1.5. Мирные ядерные взрывы
1.6. Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 2. ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АКТИНОИДОВ В ПОЧВЕ
2.1. Радиохимическая методика
2.2. Измерения альфа-активности проб почвы с использованием
твердотельных трековых детекторов
2.3. Спектрометрия гамма- и рентгеновского излучений
2.4. Метод изотопных корреляций
ГЛАВА 3. РАЗВИТИЕ ОПЕРАТИВНОГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ АКТИНОИДОВ В ПОЧВЕ
3.1. Состав актиноидных загрязнений
3.2. Миграция плутония и америция в почве
3.3. Исследование возможности у/Х-спектрометрических измерений
излучений241 Аш и изотопов плутония в образцах почвы
3.4. Требования к точности измерений интенсивности у и ХГ-излучений при анализах загрязненности почвы плутонием и америцием
3.5. Минимальная детектируемая активность
3.6. Выбор детектора и измерительная система
3.7. Требования к пробам почвы. Подготовка проб к измерениям

3.8. Выбор размеров образцов для измерений в области мягкого гамма- и рентгеновского излучений
3.9. Фон измерений______________________________________ ;
3.10. Проверка у/Х-методики_______________;
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В РАЙОНАХ МЯВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ І. ОПИСАНИЕ у/РЕНТГЕНО-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ МЕТОДИКИ
1. Сущность метода ;
2. Средства измерения и вспомогательное оборудование
3. Требования к образцам почвы
4. Калибровка спектрометрической установки с помощью образца-стандарта
5. Выполнение измерений
6. Оформление результатов
7. Т ребования безопасности
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ у/Х-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ241АМ И ПЛУТОНИЯ В ПОЧВЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение
Среди многих радиоэкологических проблем важное место занимают задачи исследований, ■ картографирования и мониторинга радиоактивного загрязнения природных сред (атмосферы, почвы, растительного покрова, водоемов) трансурановыми элементами (плутонием, америцием и др.). При этом следует отметить, что эти задачи были и остаются актуальными как для ядерных держав, так и для всего мирового сообщества в целом, так как проблема радиоактивной загрязненности окружающей среды носит глобальный характер, что в первую очередь связано с ядерными испытаниями в атмосфере в период "холодной" войны и крупными авариями на АЭС [1], причем структура и изотопный состав загрязнений, вызванных разными источниками, различны. Даже при отсутствии влияния крупных инцидентов, плохо контролируемый штатный режим работы предприятий топливного цикла может привести к загрязнению окружающей среды. Многие загрязнения имеют неравномерный "пятнистый" характер. Картина загрязнения непрерывно меняется со временем из-за распада радионуклидов и их миграции.
Химическая переработка отработавшего топлива, накопление, хранение и возможная утилизация "энергетического" плутония, конверсия оружейного плутония, трансмутация "малых" актиноидов - все это потенциальные источники актиноидных загрязнений в будущем, которые потребуют особого контроля.
Трансурановые элементы (ТУЭ) имеют искусственное происхождение и образуются в результате облучения урана нейтронами. Большинство из них являются долгоживущими нуклидами, и проблема загрязнения окружающей среды ТУЭ, в первую очередь плутонием и америцием, будет существовать на протяжении тысячелетий.
С точки зрения внешнего облучения а-излучающие ТУЭ практически безопасны: пробег а-частиц в коже не превышает 40 мкм, и они полностью поглощаются поверхностным слоем отмерших клеток эпителия. Гораздо более опасно попадание ТУЭ внутрь организма. В случае перорального поступления растворимых соединений (например, с пищей), ТУЭ накапливаются в костной ткани, в меньшей степени в печени и других органах. Поскольку внутренние органы не

узкую (3-10 нм) область повреждений. В пластиках радиационное повреждение приводит к разрыву молекулярных цепочек, образованию свободных радикалов, и т.д.
Некоторые химически активные вещества ("травители") растворяют или разрушают эти поврежденные области гораздо быстрее, чем неповрежденный диэлектрик. Узкая область повреждений в результате воздействия травителя превращается в полый канал. При достаточном времени травления диаметр трека может быть доведен до размеров, видимых в оптический микроскоп.
Этот метод имеет ряд преимуществ:
-возможность изготовления детекторов любой формы и площади в диапазоне 0,1-100 см2;
-нечувствительность к сопутствующим гамма- и бета-излучениям;
-возможность измерений без предварительной химической обработки образца;
-низкая стоимость, и др.
Метод очевидно менее трудоемок по сравнению с радиохимическим, но не лишен недостатков, которые ограничивают его применимость для проведения масштабных измерений.
Во-первых, метод позволяет оценить только суммарную альфа-активность, но не элементный или изотопный состав загрязнения.
Во-вторых, альфа-частицы, имеющие очень малую длину свободного пробега в почве, будут поглощаться даже при очень малой толщине слоя исследуемого образца.
В-третьих, в почве могут находиться так называемые "горячие" частицы с высокой концентрацией альфа-излучающих нуклидов, и поэтому возможно неравномерное облучение поверхности детектора, что приводит к возникновению островков с большими плотностями треков, наступает эффект наложения выжигаемых на алюминизированной ленте пятен друг на друга и эффективность счета треков для этих островков снижается из-за просчетов.
В-четвертых, анализы достаточно продолжительны (при измерениях в районе аварии на Чернобыльской АЭС время экспозиции составляло от одних суток до трех недель), что крайне нежелательно при проведении массовых измерений.
Наконец, присутствие в почве естественных альфа-излучающих нуклидов и плутония из: глобальных выпадений повышают величину минимального
контролируемого уровня загрязнения.