IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Особую роль в радиоактивности атмосферы играет приземный слой воздуха, в котором содержатся радионуклиды как космогенного, так и земного происхождения, основные источники техногенного радиоактивного загрязнения, а также проходят многие процессы переноса радионуклидов и поступления их на земную поверхность. В ряде работ на примере приземного слоя атмосферы г. Ростов-на-Дону показано содержание и поведение космогенных радионуклидов [1], радионуклидов земного происхождения [2, 3] и техногенного загрязнения [4, 5], а также связь между радионуклидным составом атмосферных аэрозолей и почвенных фракций [6]. В ядерной метеорологии некоторые радионуклиды могут использоваться в качестве трассеров процессов в атмосфере, литосфере и гидросфере и на границах их разделов. Таким образом, появляется возможность определять характер общей циркуляции атмосферы, глобальных и региональных переносов воздушных масс, по средствам переноса радионуклидов.

Целью настоящей работы является оценка содержания ²³⁸U, ²³⁴Th и ²²⁴Ra, а также оценка сезонного хода данных радионуклидов в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону.

Радионуклидный состав атмосферных аэрозолей определяли гамма-спектрометрическим методом с использованием полупроводникового детектора из особо чистого германия (HPGe).

На рисунке 1 представлены диаграммы распределения объемной активности исследуемых радионуклидов в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону.

а)	б)
в)
Рис. 1. Распределение объемной активности 238U (а), 234Th (б) и 224Ra (в) в атмосфере г. Ростова-на-Дону

За период наблюдения 2000 - 2009 гг средняя объемная активность ²³⁸U составляет 0,02мБк/м³, ²³⁴Th ‑ 0,15 мБк/м³, ²²⁴Ra - 0,01мБк/м³.

Также была проведена оценка сезонного поведения естественных радионуклидов ²³⁸U, ²³⁴Th и ²²⁴Ra. В качестве примера, на рисунке 2 представлен сезонный ход ²²⁴Ra в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону.

Рис 2. Сезонный ход 224Ra в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону

Как видно из графика, сезонный ход имеет максимумы с апреля по июль, так же имеет место резкое, до двух раз, возрастание объемной активности ²²⁴Ra начиная с 2005 года. Это связано с тем, что среднегодовая скорость ветра начиная с 2005 года возросла с 2 м/с до 4 м/с и способствовала увеличению ветрового подъема данных земных радионуклидов.

На рисунке 3а приведена усредненная по месяцам за период исследования объемная активность естественного радионуклида ²²⁴Ra в атмосферных аэрозолях г. Ростова-на-Дону.

а)		б)
Рис 3. Усредненное по месяцам (а) и по годам (б) значение объемной активности224Ra в атмосфере г. Ростова-на-Дону

В целом, в сезонном ходе данных естественных радионуклидов отмечаются максимумы их объемных активностей в период с апреля по октябрь. Локальные минимумы связаны с большим количеством осадков в данный период. Подобный сезонный ход радионуклидов связан как с началом вегетационного периода, способствующему усиленной эманации поллютантов с поверхности Земли, так и с весенне-летней перестройкой атмосферы (изменением атмосферного давления и температуры воздуха).

На рисунке 3б представлена динамика объемной активности ²²⁴Ra в атмосфере г. Ростова-на-Дону.

В целом, имеет место увеличение среднегодовой объемной активности ²²⁴Ra и ²³⁴Th, начиная с 2005 года, что связано с изменением средней скорости ветра. Остальные метеопараметры практически не изменяются.

При оценке связи объемной активности данных радионуклидов от основных метеопараметров имеет место прямая зависимость объемной активности ²²⁴Ra от температуры и скорости ветра, а также наблюдается обратная зависимость от относительной влажности воздуха и атмосферного давления. Для ²³⁴Th имеет место прямая зависимость его объемной активности от скорости ветра, что подтверждает ветровой подъем этого радионуклида с поверхности земли. Для ²³⁸U отсутствуют значимые зависимости его объемной активности от метеопараметров. В сезонном ходе ²³⁸U, ²³⁴Th и ²²⁴Ra в атмосфере были выявлены максимумы их удельной активности с апреля по июль, так же отмечается резкое, до двух раз, возрастание объемной активности ²³⁴Th и ²²⁴Ra начиная с 2005 г.

Список литературы

1. Бураева Е.А., Стасов В.В., Малышевский В.С., Кубрин С.П., Толпыгин И.Е., Дубоносов А.Д. Сезонное поведение⁷Ве в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону. // Фундаментальные исследования, № 1, Часть 1, 2013, с. 177-180.

2. Бураева Е.А., Зорина Л.В., Рогов В.П., Стасов В.В., Скоржинский Д.А. Естественная радиоактивность приземного слоя воздуха г. Ростова-на-Дону. // Глобальная ядерная безопасность, № 1 (2), март, 2012, с. 22-31.

3. Стасов В.В., Бураева Е.А., Малышевский В.С., Нефедов В.С., Дергачева Е.В. Исследование источников поступления и распределения⁴⁰К в приземном слое атмосферы г. Ростова-на-Дону. // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 5; URL:www.science-education.ru/111-10344(дата обращения: 24.10.2013).

4. Зорина Л. В., Бураева Е. А., Авдиенко Н. А. Техногенный ²¹⁰Pbв атмосфере промышленного центра в холодный период года. Электронный научно-инновационный журнал «Инженерный вестник Дона». №2, 2008 г. http://ivdon.ru/magazine/latest/n2y2008/

5. Бураева Е.А., Нефедов В.С., Стасов В.В. Малышевский В.С.Поведение¹³⁷Cs в приземном слое воздуха г. Ростова-на-Дону. // Глобальная ядерная безопасность, №2(7), 2013, с. 15-20.

6. Стасов В.В., Зорина Л.В., Морозов А.Н., Бураева Е.А. Исследование связи радионуклидного состава почвенных фракций и атмосферных аэрозолей. Инженерный Вестник Дона. Номер 2, 2007 г. http://ivdon.ru/magazine/archive/n2y2007/29/

Код для цитирования: Скопировать