Дипломная работа: Оценка вклада 137Cs и 40К в суммарную бета-активность 90Sr в пробах почвы отобранной на Семипалатинском

Учитывая размеры территории Полигона, более чем сорокалетний период проведения значительного числа ядерных испытаний, а также отсутствие полной достоверной информации о радиационном загрязнении окружающей среды от проведенных испытаний (частично из-за того, что работы носили секретный характер, а частично из-за того, что в ряде случаев такие исследования военными вообще не проводились), НЯЦ РК, начиная с 1994 г., практический заново проводит исследования радиоэкологической обстановки на Полигоне. Отдельные участки полигона уже сейчас достаточно изучены (южная часть полигона, где проведено площадное исследование).

Тем не менее, этой информации недостаточно для окончательного заключения о возможности хозяйственного использования той или иной части Полигона без проведения целенаправленных дополнительных исследований.

На основании имеющейся информации, территория Полигона разделена на три категории:

1Территории со значительным и достоверно известным радиационным загрязнением (непосредственно места эпицентров ядерных взрывов) или места расположения ядерных объектов и хранилищ ядерных отходов, которые не могут быть использованы в иной хозяйственной деятельности, кроме существующей, в течение длительного периода времени. К данной категории относятся непосредственно места проведения ядерных взрывов на площадках "Опытное поле", "Балапан", "Дегелен".

2Радиационно-загрязненные территории, хозяйственное использование которых потребует проведения дополнительных радиоэкологических исследований, и отдельные участки которые по результатам исследования могут быть выведены из хозяйственной деятельности на длительный период или потребуют проведения дезактивационных работ. Сюда следует отнести территории вышеуказанных площадок и прилегающие к ним территории, загрязненные при прохождении радиоактивных облаков при проведении наземных ядерных испытаний (следы).

Территории, которые по предварительным данным значительного радиационного загрязнения не имеют и после контрольного обследования могут быть переданы в хозяйственное пользование. Тем не менее, необходимо учитывать возможность наличия локальных "пятен" загрязнения и на таких территориях. К этой категории относятся вся остальная территория Полигона.[8]

1.3 Радиоактивность, виды излучений и закономерности радиоактивного распада

Радиоактивностью называется способность некоторых атомных ядер самопроизвольно распадаться с испусканием элементарных частиц. При этом исходное ядро превращается в ядро изотопа другого элемента.[9]

Радиоактивность, которая наблюдается у изотопов, встречающихся в естественных условиях, таких как 40К, 238U, 232Th получила название естественной радиоактивности, а радиоактивность изотопов, полученных в результате ядерных реакций – Cs, Am, Co, Eu, Pu и т.п. называется искусственной радиоактивностью. Однако эти названия теперь больше отражают лишь способ получения радиоактивного изотопа. Принципиальной разницы между этими видами радиоактивности не существует, так как свойства изотопа не зависят от способа его образования.

Радиоактивное излучение производит ионизирующее действие, потемнение фотографической эмульсии, вызывает свечение некоторых флюоресцирующих веществ. Радиоактивный изотоп постоянно выделяет энергию, и поэтому его температура всегда несколько выше температуры окружающей среды. По степени этих действий можно судить о степени активности того или иного радиоактивного элемента. Уже самые первые исследования показали, что радиоактивность изотопа не зависит от того, находится ли он в чистом виде или в составе каких-либо химических соединений, если в них содержится одинаковое количество основного радиоактивного изотопа.

Радиоактивные превращения протекают самопроизвольно. На скорость их течения не оказывают никакого воздействия изменения температуры и давления, наличие электрического и магнитного полей, вид химического соединения данного радиоактивного элемента и его агрегатное состояние. Из этого был сделан вывод о том, что радиоактивный процесс разыгрывается в атомном ядре.

Нельзя повлиять на течение процесса радиоактивного распада, не изменив состояния атомного ядра. Поэтому для данного атомного ядра, находящегося в определенном энергетическом состоянии, вероятность радиоактивного распада за единицу времени является постоянной.

Это выражает закон радиоактивного распада

,(1)

гдеN – число распавшихся ядер за время t;

N0 – число радиоактивных ядер в начальный момент времени;

λ – постоянная распада.

Т.е. число атомов радиоактивного изотопа уменьшается с течением времени по экспоненциальному закону (Рисунок 3).

Рисунок 3 – Кривая радиоактивного распада изотопа

Этот закон является статистическим. Как и во всяких статистических явлениях в законе радиоактивного распада наблюдаются флуктуации.

Экспериментальные данные, полученные из наблюдений за радиоактивным распадом различных изотопов, хорошо подтверждают справедливость закона радиоактивного распада.

Значение постоянной распада λ может быть определено из графика, выражающего зависимость

,

которая получается интегрированием, и построенного на плоскости координат t и ln N. Наклон прямой к оси t и определяет значение tgφ = λ. (Рисунок 4).

Рисунок 4 – Кривая зависимости lnN от времени t

Если известно значение постоянной радиоактивного распада λ, характеризующей степень неустойчивости ядра, то можно вычислить среднюю продолжительность жизни τ радиоактивного атома. Средняя продолжительность их жизни τ равна

(2)