Радиологические исследования почв и грунтов
Вопросы радиологической безопасности в настоящее время стоят достаточно остро, в связи с чем проведение радиологических исследований является обязательным при мониторинге экологического состояния земель сельскохозяйственного назначения, территорий населенных пунктов и промышленных зон, при проведении инженерных изысканий для строительства в целях выявления очагов радиационного загрязнения и предотвращения отрицательного воздействия радиации на здоровье человека.
Специалисты нашего Центра проводят радиологические исследования с использованием современных радиометров и спектрометров.
При радиационном обследовании территории выполняются следующие радиологические исследования:
- дозиметрический контроль, при котором проводится гамма-съемка местности;
- фоновых значений мощности эквивалентной дозы территории;
- выявляются участки радиоактивного загрязнения, их масштабы и состав загрязнения;
- осуществляется отбор образцов проб радиационного контроля с объектов и последующее лабораторное спектрометрическое измерение содержания (удельной активности) радионуклидов в почвах и грунтах;
- измеряется плотность потока радона с поверхности грунтов, в котлованах и в воздухе зданий, находящихся на участке строительства, и оценивается потенциальная радоноопасность обследуемой территории/здания.
На основании полученных данных делаются выводы о соответствии или несоответствии исследованных показателей требованиям нормативных документов (НРБ-99/2009, ОСПОРБ-99/2010 и др.).
Что такое радиологическое загрязнение?
Радиоактивность — это самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер некоторых химических элементов, приводящее к изменению их атомного номера и массового числа. Такие химические элементы называют радионуклидами. Атомы одного и того же элемента, имеющие разные массовые числа называют изотопами.
Естественные радиоактивные вещества широко распространены в природе. Их излучение создаёт естественный радиационный фон внешнего облучения. Естественная радиоактивность почв обусловлена в основном содержанием в них урана, радия, тория и изотопа калия-40. Обычно в почвах они находятся в сильно рассеянном состоянии и распределяются относительно равномерно.
Активностью называется мера количества радиоактивного вещества, выражаемая числом радиоактивных превращений в единицу времени. В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение в секунду. В системе СИ эта единица называется беккерель (Бк). До последнего времени широко использовалась специальная (внесистемная) единица активности — кюри (Ки): 1 Кu = 3,7•1010 ядерных превращений в секунду. Соотношение между указанными единицами активности: 1 Бк
2,7•1011 Кu. При радиологическом контроле природных объектов определяют удельную активность, которая характеризует активность радионуклида в единице массы или объёма образца.
Развитие жизни на Земле всегда происходило в присутствии естественного радиоактивного фона. Источниками его являются космическое излучение и естественные радионуклиды (ЕРН). почвы В результате деятельности человека в биосфере появились искусственные радионуклиды, увеличилось количество естественных радионуклидов, извлекаемых из недр Земли с нефтью, углем, газом, рудами. Проблема глобального загрязнения почв и грунтов радиоактивными изотопами некоторых элементов возникла с развитием атомной промышленности и испытаниями ядерного и термоядерного оружия.
Особенно значительное радиоактивное загрязнение почв, грунтов и биосферы в целом происходит при аварийных ситуациях.
Радиоактивное загрязнение почв ландшафтов и экосистем в настоящее время обусловливают в основном два радионуклида: цезий-137 и стронций-90. Поэтому в объектах исследований определяют валовое содержание, прежде всего, именно их. В почвах длительных интенсивных агроэкосистем, кроме того, определяют валовое количество калия-40.
Цезий-137 — это бета- и гамма-излучатель с максимальной энергией бета-излучения 1,76 МэВ и Т1/2 = 30,17 года. Большая подвижность цезия-137 определяется тем, что это радиоизотоп щелочного элемента.
Стронций-90 имеет период полураспада 28,1 года и является бета-излучателем с максимальной энергией 0,544 МэВ. Его относят к числу самых биологически подвижных. Закрепление и распределение этого радионуклида в почве в основном определяются закономерностями поведения изотопного носителя — стабильного стронция, а также химического аналога — стабильного кальция.
Калий-40 является бета-излучателем с энергией 1,32 МэВ и Т1/2 = 1,28 •109 лет. В каждом грамме природного калия содержится 27 Бк калия-40. В процессе хозяйственной деятельности человека потоки этого радионуклида в компонентах биосферы возрастают — в естественный круговорот дополнительно вовлекается 6,2•1016 Бк калия-40. При средней норме внесения калийных удобрений 60 кг/га в почву поступает калия-40 1,35•106 Бк/кг (Алексахин и др., 1992).
Особого внимания требуют наиболее опасные загрязнители агроэкосистем — долгоживущие радионуклиды – цезий -137 и стронций-90. Их доля в смеси продуктов деления с течением времени возрастает. Включаясь в биологическую цепочку «почва — растение — животное — человек» они оказывают поражающее влияние на здоровье людей. «Цезиевый период» будет продолжаться около 300 лет.
Основной критерий, характеризующий степень радиоэкологической безопасности человека, проживающего на загрязненной территории, — среднегодовое значение эффективной дозы. Единицей эффективной дозы является зиверт (Зв). Для оценки общих последствий облучения населения в случае проживания на загрязненной территории используется коллективная эффективная доза, которая представляет собой произведение средней эффективной дозы по группе людей на число индивидуумов в этой группе. Международной комиссией по радиологической медицине рекомендована в качестве предела дозы облучения населения — доза, равная 1 мЗв/год (0,1 бэр/год).
К основным путям облучения человека, которые должны учитываться при оценке реальных эффективных доз, относятся: внешнее облучение от гамма-излучающих радионуклидов в радиоактивном облаке, внешнее облучение от аэрозольных и твердых выпадений, внутреннее облучение по пищевым цепочкам и по ингаляционному пути. Наша лаборатория проводит радиологический анализ почвы по современным стандартам, принимаем заявки по телефону и с сайта.
Критерии радиационной безопасности
| Показатели | Экологическое бедствие | Чрезвычайная экологическая ситуация | Относительно удовлетворительная ситуация |
|---|---|---|---|
| Эффективная доза облучения, мЗв/год | более 10 | 5 — 10 | менее 1 |
Как проводятся радиологические исследования
Определение ЕРН в почве территорий, отводимых под строительство, производится путем гамма-спектрометрического анализа проб. Отбор проб почв и грунтов производится специальными пробоотборниками, а также при бурении инженерно-геологических скважин.
Отбор и обработка проб и определение изотопного состава концентраций радионуклидов должны производиться в лабораториях, аккредитованных на производство данного вида работ.
Маршрутную гамма-съемку территории следует проводить с одновременным использованием поисковых дозиметров-радиометров и дозиметров. Дозиметры-радиометры используются в режиме «Поиск» для обнаружения участков (точек) радиационных аномалий. Дозиметры используются для измерения МЭД в контрольных точках (сетка с шагом не более 10х15 м). Измерения проводятся на высоте 0,1 м над поверхностью грунтов, а также в инженерно-геологических скважинах – гамма-каротаж.
Мощность эквивалентной дозы (МЭД) внешнего гамма-излучения не должна превышать 0,3 мкЗв/час. Участки, на которых фактический уровень МЭД превышает обусловленный естественным гамма-фоном, рассматриваются как аномальные. В зонах выявленных аномалий гамма-фона интервалы между контрольными точками должны последовательно сокращаться до размера, необходимого для оконтуривания зон с уровнем МЭД > 0,3 мкЗв/час.
На таких участках с целью оценки величины годовой эффективной дозы должны быть определены удельные активности техногенных радионуклидов в почве и по согласованию с органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора решен вопрос о необходимости проведения дополнительных исследований или дезактивационных мероприятий.
При обнаружении радиационной аномалии с МЭД > 0,3мкЗв/ч и выше необходимо проинформировать специальные службы.
Радоноопасность территории определяется по плотности потока радона с поверхности грунта и его концентрации в воздухе близлежащих уже построенных зданий и сооружений. Измерение плотности потока радона проводится в контрольных точках, расположенных в узлах прямоугольной сетки с шагом, определяемым с учетом потенциальной радоноопасности участка (20х10, 10х15, 50х25), но не менее 10 точек на участок.
Измерение плотности потока радона производится на поверхности почвы, дна котлована или на нижней отметке фундамента здания. Не допускается проведение измерений на поверхности льда и на площадках, залитых водой.
Измерение плотности потока радона производится методом экспонирования в контрольных точках накопительных камер с сорбентом радона, с последующим определением величины потока на радиометрических установках по величине активности бета- или гамма-излучения дочерних продуктов радона, поглощенного сорбентом.
По полученным данным рассчитывается класс требуемой противорадоновой защиты здания.
Результаты радиационно-экологических изысканий оформляются в виде технического отчета.
Отчет включает в себя следующие материалы и данные:
- план участка с указанием МЭД в контрольных точках;
- результаты работ по гамма-съемке, по определению ЕРН в почве, оценке радоноопасности участка;
- заключение о радиационной безопасности данного участка, а при необходимости — рекомендации по повышению уровня безопасности.
Источник
Естественная радиоактивность горных пород, почвы. Геохимические провинции. Методы изучения радиоактивности почв
Горные породы. Радиоактивность горных пород и руд тем выше, чем больше концентрация в них естественных радиоактивных элементов семейств урана, тория, а также калия-40. По радиоактивности (радиологическим свойствам) породообразующие минералы подразделяют на четыре группы.
1. Наибольшей радиоактивностью отличаются минералы урана (первичные — уранит, настуран, вторичные — карбонаты, фосфаты, сульфаты уранила и др.), тория (торианит, торит, монацит и др.), а также находящиеся в рассеянном состоянии элемен- ты семейства урана, тория и др.
2. Высокой радиоактивностью характеризуются широко распространенные минералы, содержащие калий-40 (полевые шпаты, калийные соли).
3. Средней радиоактивностью отличаются такие минералы, как магнетит, лимонит, сульфиды и др
4. Низкой радиоактивностью обладают кварц, кальцит, гипс, каменная соль и др.
Радиоактивность горных пород определяется, прежде всего, радиоактивностью породообразующих минералов. В зависимости от качественного и количественного со става минералов, условий образования, возраста.
Почва. Почвы обладают естественной радиоактивностью в связи с содержанием радиоактивных элементов (уран, торий, радий) или изотопов (калий, кальций, рубидий и др.) Почвы глинистые поглощают больше радиоактивных элементов, чем песчаные. В результате загрязнения почвы радионуклидами они поступают в наземную растительность, затем как правило переходят в корневые системы.
Геохимические провинции –отдельные геохимически однородные области и районы, характеризующиеся специфическим преобладанием одних химических элементов (в изверженных горных породах называется «специализацией» по тому или иному химическому элементу) и недостатком других.
Эндемические заболевания обусловлены избытком или недостатком в окружающей среде определенных химических элементов.
1. Эндемический зоб. Заболевание связано с низким содержанием йода в почве, воде, растениях данной местности.
2. Флюороз — заболевание, возникающее при поступлении в организм избыточного количества фтора и выражающееся в поражении зубов, эмаль которых приобретает пятнистый вид.
3.Кариес. Частота возникновения кариеса зубов значительно повышена в районах с недостаточных содержанием фтора в питьевой воде (менее 0,5 мг/л).
4. При повышении концентрации солей азотной кислоты (нитратов) в воде наблюдается значительное повышение количества метгемоглобина в крови с развитием цианоза.
5.Эндемические остео- и хондродистрофии вызываются избытком стронция в рационе (уровская болезнь).
6. У человека в биогеохимических провинциях, богатых молибденом, наблюдается повышение содержания в крови молибдена и усиленное образование мочевой кислоты, что приводит к возникновению эндемического заболевания типа подагры.
Билет
1) Вредные и опасные факторы в рентгеновских кабинетах. Обеспечение радиационной безопасности при проведении рентгенологических исследований.
1. Высокий уровень ионизирующего излучения
2. Наличие свинцовой пыли
3. Повышенная температура элементов технического оснащения
4. Опасный уровень напряжений
5. повышенные физические усилия при работе с техникой
6. Повышенный уровень шума
7. Пожарная опасность
8. Контакт с химически активными веществами
9. Образование отравляющих соединений при возгорании фотопленки
10. Низкая освещенность
Радиационная безопасность персонала: обеспечивается планировкой рентгеновского кабинета, конструкцией рентгеновских аппаратов, использованием стационарных, передвижных и индивидуальных средств радиационной защиты, выбором оптимальных условий проведения рентгенологических исследований, осуществлением радиационного контроля, правильным обращением с оборудованием и выполнением правил техники безопасности.
2) Гигиенические требования к размещению, планировке и оборудованию помещений, используемых для работы с открытыми источниками ионизирующих излучений.
Все формы применения открытых радиоактивных источников по степени потенциальной опасности внутреннего переоблучения подразделяют на 3 класса. В зданиях, в которых проводится работа с открытыми источниками излучения, помещения для каждого класса работ следует сосредоточить в одном месте здания.
Планировка помещений предполагает максимальную изоляцию работ с радионуклидами от других помещений и участков с иным функциональным назначением. Работы 1 класса можно проводить в отдельном здании или изолированной части здания, имеющей отдельный вход, работы 2 класса – изолированно от других помещений, работы 3 класса — в отдельных, специально выделенных комнатах. В основу планировки помещений, предназначенных для выполнения работ 1 класса, положен принцип деления их по степени возможного радиоактивного загрязнения на 3 зоны:
Первая – зона размещения оборудования, камер, боксов, коммуникаций, явл-ся основными источниками радиоактивных загрязнений. Пребывание персонала при работающем технологическом оборудовании не допускается.
Вторая зона – помещения временного пребывания персонала. Периодически обслуживаемые ремонтно-транспортные помещения для проведения ремонта оборудования и других работ, связанных со вскрытием технологического оборудования, загрузки и выгрузки активных материалов.
Третья – помещения для постоянного пребывания персонала – операторские, пульты управления и др.
Для исключения распространения радиоактивного загрязнения между 2 и 3 зонами оборудуются саншлюзы.
Полы и стены помещений для работ 2 класса и 3й зоны 1 класса, а так же потолки в 1й и 2й зонах 1 класса должны быть покрыты слабо сорбирующими материалами, стойкими к дезактивации и не иметь дефектов покрытия. Края покрытий полов должны быть подняты. Высота помещений – не менее 3 м, площадь помещения в расчете на 1 работающего должна быть не менее 10м. Оборудование и рабочая мебель должны иметь гладкую поверхность, простую конструкцию и слабосорбирующие покрытия, облегчающие удаление радиоактивных загрязнений.
Оборудование, инструменты, инвентарь для уборки помещений, и мебель должны быть закреплены за помещениями каждого класса и соответственно маркированы.
Билет
1) Проблема удаления радиоактивных веществ. Сбор, временное хранение, перевозка и обезвреживание радиоактивныхотходов
9.10. Сбор радиоактивных отходов в учреждениях должен производиться непосредственно на местах их образования отдельно от обычного мусора и раздельно с учетом:
· их природы (органические, неорганические, биологические);
· агрегатного состояния (твердые, жидкие);
· периода полураспада радионуклидов, находящихся в отходах (менее 15 сут., более 15 сут.);
· взрыво- и огнеопасности (взрыво- или огнеопасные; взрыво- или огнебезопасные);
· принятых на СК или ПЗРО методов переработки отходов.
Система удаления и обезвреживания твердых радиоактивных отходов и подлежащих захоронению жидких радиоактивных отходов должна быть централизованной и включать в себя сбор отходов, временное их хранение, удаление и обезвреживание (Приложения 10, 11, 12).
9.11. Твердые и подлежащие захоронению жидкие радиоактивные отходы, содержащие короткоживущие нуклиды с периодом полураспада менее 15 сут., выдерживаются в течение времени, обеспечивающего снижение удельной активности до значений, указанных в п. п. 9.4, 9.5; после такой выдержки твердые отходы удаляются с обычным мусором на организованные свалки, жидкие — в коммунально-бытовую канализацию.
Сроки выдержки радиоактивных отходов с содержанием большого количества органических веществ (трупы экспериментальных животных и т. п.) не должны превышать 5 сут. в случае, если не обеспечиваются условия хранения (выдержки) в холодильных установках или соответствующих растворах.
Воспламеняющиеся и взрывоопасные радиоактивные отходы должны быть переведены в неопасное состояние до отправки на захоронение, при этом должны быть предусмотрены меры радиационной и пожарной безопасности.
9.12. Контейнеры для радиоактивных отходов должны быть типовыми. Размер и конструкция контейнеров определяются типом и количеством радиоактивных отходов, видом и энергией излучений радионуклидов. Внутренние поверхности контейнеров для многократного использования должны плавно сопрягаться, быть гладкими, выполненными из слабосорбирующего материала, допускающего обработку кислотами и специальными растворами, и иметь механическую прочность. Контейнеры должны закрываться крышками.
Конструкция контейнеров должна быть такой, чтобы была возможна механизированная погрузка и разгрузка их с автомашины. Мощность дозы излучения на расстоянии 1 м от сборника с радиоактивными отходами допускается не более 10 мбэр/ч.
9.13. Для временного хранения радиоактивных отходов вне контейнеров в учреждениях должны иметься сборники и предусматриваться помещения или места в помещениях, имеющие отделку, соответствующую требованиям, предъявляемым к помещениям для работ не ниже 2 класса.
Место расположения сборников при необходимости обеспечивается сопутствующими защитными приспособлениями для снижения излучения за его пределами до предельно допустимого уровня.
Для временного хранения и выдержки сборников с радиоактивными отходами, содержащими гамма-излучатели с гамма-эквивалентом 200 мг-экв. радия и более, должны быть специальные защитные колодцы или ниши. Извлечение сборников из колодцев и ниш необходимо производить с помощью специальных устройств, исключающих переоблучение обслуживающего персонала.
9.14. Ответственное лицо ведет систематический контроль за сбором, временным хранением и подготовкой к удалению радиоактивных отходов, образующихся в процессе работы. Указанные сведения заносятся в журнал учета радиоактивных отходов.
9.15. Не реже одного раза в год комиссия, назначаемая руководителем учреждения, проверяет правильность ведения учета количества радиоактивных отходов, сданных на захоронение, а также находящихся в учреждениях. В случае установления потерь радиоактивных отходов немедленно ставятся в известность органы Госсаннадзора и соответствующие органы МВД СССР, а виновные должностные лица привлекаются к ответственности в установленном порядке.
9.16. Транспортирование радиоактивных отходов должно проводиться на специально оборудованных автомашинах, конструкция которых согласовывается с Министерством здравоохранения СССР. Использование этих автомашин для транспортировки нерадиоактивных грузов запрещается. Допускаются перевозки радиоактивных отходов водным, железнодорожным или специально выделенным автотранспортом в механически прочных герметичных упаковках, удовлетворяющих требованиям Правил безопасности при транспортировании радиоактивных веществ.
9.17. Удаление радиоактивных отходов должно проводиться на специальные пункты захоронения. Захоронение на этих пунктах нерадиоактивных отходов запрещается.
9.18. В исключительных случаях по согласованию с Министерством здравоохранения СССР может допускаться сооружение наземных емкостей для захоронения радиоактивных отходов по специально составленным проектам, предусматривающим условия и требования к их строительству, заполнению и консервации.
9.19. Захоронение радиоактивных отходов вне централизованных пунктов захоронения запрещается.
2) Санитарно — дозиметрический контроль. Расчетные методы определения доз и контроль защиты от источников ионизирующего излучения. Дозиметрия — измерение, исследование и теоретические расчеты тех характеристик ионизирующих излучений (и их взаимодействия со средой), от которых зависят радиационные эффекты в облучаемых объектах живой и неживой природы.
Общий дозиметрический контрольпроизводят как стационарными, так и переносными приборами.
Контроль стационарными приборами — это система, когда датчики дозиметрической аппаратуры постоянно устанавливают в точках, где следует проводить измерение одного или нескольких видов излучения и где требуется непрерывное или ежедневное измерение излучения.
При проведении дозиметрического контроля переносными приборами необходимо учитывать следующие основные положения:
1) Используемая для целей дозиметрического контроля аппаратура должна строго соответствовать задачам и конкретным условиям того или иного радиационно — технологического процесса.
2) режимы эксплуатации радиационной техники при проверки эффективности защиты рабочих мест и смежных помещений должны соответствовать реальным условиям их использования.
3) Необходимо проводить столько исследований, чтобы можно было получить достоверную информацию о радиационной обстановке на объекте.
Индивидуальный дозиметрический контроль.Для оценки индивидуальных доз облучения используют дозиметры. Целью является оценка и ограничение доз внешнего облучения персонала, работающего с ионизирующими излучениями.
Задачи индивидуального дозиметрического контроля:
1) контроль за дозами персонала, подвергающегося облучению менее 0,1 основных дозовых пределов.
2) контроль за дозами персонала, подвергающегося облучению в пределах 0,3 основных дозовых пределов.
3) контроль аварийных доз облучения.
В основу расчетных методов положены следующие закономерности:
1) доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности ионизирующих излучений и времени их воздействия.
2) интенсивность ионизирующих излучений от точечного источника пропорциональна количеству квантов или частиц, возникающих в нем за единицу времени, и обратно пропорциональна квадрату расстояния.
3) доза облучения может быть уменьшена за счет применения различных защитных экранов.
Обеспечение радиационной безопасности требует комплекса многообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений, а также от типа источника.
Защита временем основана на сокращении времени работы с источником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала. Этот принцип особенно часто применяется при непосредственной работе персонала с малыми радиоактивностями.
Защита расстоянием – достаточно простой и надежный способ защиты. Это связано со способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в конечном итоге приводит к снижению дозы облучения персонала.
Защита экранами – наиболее эффективный способ защиты от излучений. В зависимости от вида ионизирующих излучений для изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется мощностью и излучением.
1. Аварии на объектах атомной энергетики и промышленности
Источник