Дипломная работа: Оценка вклада 137Cs и 40К в суммарную бета-активность 90Sr в пробах почвы отобранной на Семипалатинском
Растительность горного массива «Дегелен» представлена типично степными сообществами, включающими более 200 видов высших растений.
1.2.2 Площадка ²Балапан²
Исследовательская площадка "Балапан" – одна из самых значительных по объему и масштабности выполняемых работ. Она предназначалась в первую очередь для осуществления испытаний ядерного оружия в скважинах с максимальной пороговой мощностью до 150 килотонн.
Скважина – это вертикальная выработка, частично имеющая обсадку трубами различного диаметра, ниже открытый ствол диаметром 900 мм. Глубина скважины достигала 1500 м.
Испытываемый заряд опускался в нижнюю часть скважины на специальной колонне, состоящей из труб различного диаметра. Одновременно с зарядом в скважину опускалась приборная подвеска, на которой размещались датчики измерения параметров взрыва, которые с помощью кабельных линий были связаны с регистрирующей аппаратурой. Контрольно-измерительная аппаратура располагалась на поверхности в передвижных комплексах на безопасном удалении от боевой скважины.
После спуска заряда производилась забойка скважины на всю глубину. Конструкция забивочного комплекса представляла собой сочетание силовых и технологических элементов: цементных пробок и участков щебеночной засыпки.
Параллельно с основными задачами на площадке выполнялись и ряд военно-прикладных работ в области механики, физики горения, моделирования землетрясений, определение сейсмостойкости зданий и сооружений, отработка методик тушения нефтяных фонтанов.
Последний подземный ядерный взрыв на Семипалатинском полигоне был проведен в одной из скважин на площадке "Балапан" 19 октября 1989 г.
На испытательной площадке "Балапан" расположены не только скважины, в которых проводились подземные ядерные взрывы, а также и полевой сейсмический комплекс, на территории которого размещались шахтные пусковые установки для межконтинентальных ракет.[1]
1.2.3 Площадка "Опытное поле"
Большое значение уделяется изучению радиоэкологической обстановки на площадке "Опытное поле". На территории "Опытного поля" всего было проведено 116 ядерных испытаний. Из них воздушных - 86, наземных - 30. В результате сложилась очень сложная радиоэкологическая обстановка. Большую радиационную опасность среди радиоактивных загрязнителей "Опытного поля" несут на себе так называемые "горячие частицы", образующиеся в большом изобилии и разнообразии при проведении атмосферных ядерных взрывов. Эти частицы представляют собой монолитные агрегаты, состоящие из непрореагировавшего ядерного топлива, часто с примесью элементов его конструкции и горных пород, активированных при реакции деления. Попадание в организм такой "горячей частицы" обусловливает большую дозу внутреннего облучения в месте её отложения. Сказанное выше усугубляет наличие пыльных бурь, характерных для этого региона. В непосредственной близости от "Опытного поля" находятся пункты водопоя скота, зимовки.
К настоящему времени было проведено обследование радиоэкологической обстановки методом маршрутной съемки. Маршруты начинались с эпицентра наземных ядерных взрывов и радиально расходились в 8-ми направлениях по сторонам света. Маршруты располагались как можно ближе к осям основных дозообразующих следов. Базовым источником информации являлась аэро-гамма-спектрометрическая съемка (Приложение 1).
По результатам полевых радиометрических измерений можно отметить, что значения радиационных параметров на расстоянии 2 км от эпицентра и далее по лучам меняются незначительно:
северный след, северо-восточный, восточный и северо-западный отличаются незначительно - МЭД от 13 до 28 мкР/час, плотность поверхностного загрязнения β-излучателями - от 3 до 34 част/мин*см3;
юго-восточный след - МЭД от 10 до 40 мкР/час, плотность поверхностного загрязнения β -излучателями - от 2 до 80 част/мин*см3;
южный след - МЭД от 14 до 32 мкР/час, плотность поверхностного загрязнения β -излучателями - от 4 до 240 част/мин*см3;
юго-западный след - МЭД от 17 до 27 мкР/час, плотность поверхностного загрязнения β-излучателями - от 9 до 83 част/мин*см3;
западный след - МЭД от 14 до 52 мкР/час, плотность поверхностного загрязнения β-излучателями - от 3 до 32 част/мин*см3.
Более высокие их значения отмечаются ближе к эпицентру. При этом на северном, юго-восточном и юго-западном направлениях некоторые повышенные значения по β-излучателям выявлены на различных расстояниях от эпицентра, что говорит о неравномерности загрязнения по предполагаемым следам. В эпицентральной зоне удельная активность 137Cs - до 3 000 Бк/кг [2;3;4].
При γ-спектральном и радиохимическом анализах проб, отобранных с территории "Опытное поля", обнаружены как радионуклиды продуктов деления (137Cs и 90Sr), так и непрореагированного ядерного горючего (239Pu и 240Pu) и продуктов активации (60Co, 152Eu и 154Eu). Изучение распределения содержания радионуклидов в пробах, отобранных по различным направлениям от эпицентра "Опытного поля", показало, что южный и юго-восточный след являются наиболее представительными по количеству содержания радионуклидов. [5]
Растительный покров "Опытного поля" в результате наземных ядерных испытаний был полностью уничтожен, и в настоящее время представлен различными стадиями восстановления коренной растительности, характерной для обширной территории степной зоны Центрального Казахстана. Соотношение основных семейств "Опытного поля" несколько отличается от всего Казахского мелкосопочника. Растительный покров обширной мелкосопочной равнины формируют зональные холодно-полынно-типчаково-тырсиковые ценозы, иногда с участием спиреи зверобоелистной. По впадинам встречаются галафитная и луговая растительность. По склонам мелкосопочника преобладают полынно-злаково-кустарниковые ценозы с участием петрофитного разнотравья. [6]
1.2.4 Южная территория СИП
Известно, что радиоактивное загрязнение подразделяется на сильное, умеренное и слабое. В южной части полигона прошли радиоактивные следы от пяти наземных атомных взрывов, проведенных в период с 1949 по 1962 год. Два из них вызвали сильное загрязнение: 24 сентября 1951 года атомный взрыв - полоса радиоактивного загрязнения с дозой гамма-излучения, превышающей 50 Рентген, 12 августа 1953 года был произведен термоядерный взрыв, который вызвал полосу радиоактивного загрязнения свыше 50 рентген. Остальные взрывы внесли умеренное загрязнение, с дозами гамма-излучения более 5 рентген, но не более 50 рентген. Радиоактивные выпадения от других наземных взрывов в Южной части не зафиксированы, или были практически незначительными.
Следует отметить, что именно эти взрывы внесли наибольший вклад в радиоактивное загрязнение.
Загрязнение в период с 1962 по 1989 гг. связано, прежде всего, с наличием в непосредственной близости от этого района испытательной площадки "Дегелен". На площадке, наряду с обычными испытаниями, проводились и экскавационные взрывы, последствия от которых примерно такие же, как и от наземных взрывов.
Горный массив прорезан относительно неширокими долинами, имеющими сток в различных направлениях. На сегодняшний день, на сравнительно небольшой площади горного массива «Дегелен» сконцентрировано огромное количество радиоактивных продуктов, представляющих опасность для окружающей среды. Радионуклиды выносятся с территории площадки грунтовыми водами, ручьями, ветром с частичками пыли и грунта на прилегающие территории в том числе и на южную часть СИП.
Институтом радиационной безопасности и экологии было проведено детальное обследование 12 водотоков штолен и приустьевых площадок, шесть из них расположены на юге «Дегелена» и вытекают из штолен в южном направлении. Исследования проводились на определение наличия радионуклидов в воде и почве, выявление мощности экспозиционной дозы гамма-излучения и поверхностного загрязнения бета частицами. [6, 7]
Характер радионуклидного загрязнения воды неравномерен и зависит от сезонных проявлений. Характер радионуклидного загрязнения почвы также неоднороден и резко колеблется на сравнительно небольшом удалении друг от друга.
В целом, радиационная обстановка на территории Южной части СИП находится в пределах нормы предельно допустимых значений с незначительными превышениями их в некоторых местах. Но если сравнивать с величиной глобального загрязнения, то видно, что ядерные испытания оказали большое влияние на радиационную обстановку в Южной части СИП. По сравнению с фоновыми значениями на южной части СИП отмечено превышение практически по всем радиационным показателям.