ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 129
Скачиваний: 0
что замерзшие, а также торфяные и глинистые почвы содержат больше радона, чем влажные пески, из которых радон легко извлекается движущимися почвенными водами. Увеличение атмосферного давления снижает выделение эманации. В самой почве движение эманации в основном обусловливается про цессами диффузии и конвекции. Скорость конвективного пере носа обычно равна 10—25 см/сутки.
Для суждения об интенсивности выведения |
из почвы радона |
|
в приземный слой воздуха было |
принято понятие о проценте |
|
(коэффициенте) эманирования, |
под которым |
подразумевают |
отношение количества выделенных эманации во внешнюю среду сухой почвой в течение времени t к полному количеству эмана ции, в ней образовавшихся, выраженное в процентах [43J. Полу ченные в экспериментальных исследованиях показатели выделе
ния радона |
и торона различными |
почвами приведены в табл. 16. |
|||||||
Коэффициенты |
эманирования |
для радона и торона |
[37] |
Т а б л и ц а |
16 |
||||
|
|
|
|||||||
Тип почвы |
|
Радон |
Торон |
Тип почвы |
Радон |
Торон |
|||
Краснозем |
|
|
52 |
51 |
Подзолистая |
|
36 |
46 |
|
Серозем |
|
|
22 |
23 |
Суглинистый |
чернозем |
40 |
66 |
|
Светло-каштановая |
|
30 |
26 |
Почва |
горной |
тундры |
87 |
100 |
|
Среднеподзолистая |
суглини |
18 |
31 |
Болотистая |
|
53 |
18 |
||
стая |
|
|
24 |
40 |
Песчаная |
|
18 |
— |
|
Темно-серая подзолистая |
|
|
|
|
|
||||
Как видно |
из таблицы, |
тундровые |
горные почвы харак |
||||||
теризуются сравнительно интенсивным выделением эманации в приземный воздух. Но эти данные были получены в опытах с высушенными образцами почвы, и потому они имеют завышен ное значение. В реальных условиях эти почвы, как правило, летом находятся во влажном состоянии, а зимой скованы льдом, что мало благоприятствует эксхаляции радона и торона. Послед нее характеризует одну из типичных особенностей районов веч ной мерзлоты, заключающуюся в том, что, несмотря на струк турную возможность почв этих ландшафтов интенсивно проду цировать эманации в атмосферу, повышенная их влажность и обледенение приводят к тому, что эти районы отличаются низкой концентрацией эманации в атмосферном воздухе.
В толще грунта содержание эманации последовательно уве личивается с глубиной (рис. 12). Данные для этой кривой были получены в безветренную погоду. По материалам А. П. Виногра
дова, |
концентрация радона |
в почвах колеблется |
от |
70 до |
1200 |
пкюри/л. |
|
|
|
В районах, характеризующихся повышенным содержанием |
||||
природных радионуклидов, |
концентрация эманации |
в |
почвах |
|
достигает значительно больших величин. Исследованиями, про веденными в Бразилии, в районе Морро де Ферро, известном по выходу магматических пород, богатых ураном и торием, было
установлено, что в воздухе почв, здесь образовавшихся, |
концент |
|||||||||
рация |
радона |
достигает |
98 000 |
пкюри/л, |
а |
торона —- |
||||
|
|
|
|
66 ООО пкюри/л |
[45, 46]. |
|
||||
|
|
|
|
Представление |
|
о |
ско |
|||
|
|
|
|
рости выделения |
|
радона |
||||
|
|
|
|
почвами |
можно |
|
получить |
|||
|
|
|
|
из табл. 17, в которой пред |
||||||
|
|
|
|
ставлена |
краткая |
харак |
||||
|
|
|
|
теристика |
основных |
усло |
||||
|
|
|
|
вий, |
влияющих |
|
на |
про |
||
|
|
|
|
цесс |
зксхаляции, |
таких, |
||||
|
|
|
|
как |
травяной |
покров, |
лес |
|||
|
|
|
|
ная подстилка и т. п. |
|
|||||
|
|
|
|
Обследованные |
песча |
|||||
|
|
|
|
ные |
почвы, |
как |
и |
следо |
||
|
|
|
|
вало |
ожидать, |
содержали |
||||
|
|
|
|
заметно |
меньше |
|
радона, |
|||
|
|
|
|
чем глинистые, и выход ра |
||||||
|
|
|
|
дона |
в атмосферу |
над |
ними |
|||
|
200 400 |
ООО |
800 W00 |
был |
соответственно |
слабее |
||||
|
[(5-ЫО) • Ю-9 |
|
нкюри/(см2Х |
|||||||
|
Концентрация |
радона, |
пкюри/п |
Хсек)]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Несмотря на то что ме ханизм эксхаляции радона всецело определяется из
менением локальных условий в почве и атмосфере, что создает определенную трудность в выявлении их количественных соот ношений, все же оказалось возможным учесть закономерности этих основных динамических процессов, регулирующих выделе ние радона, и разработать соответствующую модель. В наибо лее простом виде эта модель имеет следующее выражение [48]:
|
|
P = |
CRnQVW, |
|
|
|
где Р — выход |
эманации |
в атмосферу, мкюри/(см2-сек); |
Сип |
— |
||
концентрация |
радона |
в почве, мкюри/'л; |
Q — пористость, |
%; |
||
К — постоянная |
распада |
радона, се/с- 1 ; |
D —• коэффициент диф |
|||
фузии, см2/сек. |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент диффузии эманации в почвах, так же как и в горных породах, изменяется в весьма широких пределах — от 7 - Ю - 2 до 3-Ю"4 см2/сек.
Величина коэффициента диффузии зависит от целого ряда факторов, главными из которых являются: пористость и прони цаемость почвы, ее влажность, структура и температурные ус ловия, в которых происходит диффузия эманации. Увеличение
Интенсивность эксхаляции |
радона |
некоторыми почвами [47] |
|
||||||||
|
|
Механический |
состав почвы |
|
|
Эксхаля- |
Содержа |
||||
Тип |
почв |
Место наблюдения |
ция, 10 9 |
ние в поч |
|||||||
и состояние ее поверхности |
нкюои(смгх |
ве, |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хсек) |
нкюри/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Дерново-под |
Песчаная, |
уровень |
капил |
Калужская |
обл. |
6,0 |
0,1 |
||||
золистые |
лярной |
каймы |
1,5—2 м |
|
|
9,0 |
0,3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,0 |
0,18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10,8 |
0,2 |
|
|
|
Легкие пылевые суглинки, |
Московская |
обл. |
19,0 |
0,45 |
|||||
|
|
подстилаемые |
глинами |
Калужская |
обл. |
14,4 |
0,1 |
||||
Серые лесные Тяжелые |
суглинки |
|
Ярославская |
22,6 |
0,87 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
обл. |
|
27,0 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тульская |
обл. |
25,0 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27,0 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Калужская |
обл. |
29,0 |
0,95 |
|
|
|
Среднесуглинистая |
|
Калужская |
обл. |
25,0 |
0,57 |
||||
|
|
пыЛевая, |
подстилаемая |
Тульская |
обл. |
40,0 |
0,58 |
||||
|
|
глинами |
|
|
|
|
|
|
23,0 |
1,0 |
|
Темно-серые |
Среднесуглинистая крупно |
Курская обл. |
42,0 |
0,63 |
|||||||
лесные |
пылевая |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Черноземные |
Тяжелые |
суглинки |
|
Тульская |
обл. |
35,0 |
0,45 |
||||
оподзоленные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Черноземы |
Супесчаная |
|
|
|
Белгородская |
17 |
0,12 |
||||
выщелочен |
|
|
|
|
|
обл. |
|
|
|
||
ные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Черноземы |
Тяжелые |
суглинки |
|
Белгородская |
20 |
0,49 |
|||||
северные, |
|
|
|
|
|
обл. |
|
16 |
0,46 |
||
среднегу- |
|
|
|
|
|
Днепропетров |
|||||
мусные |
|
|
|
|
|
ская обл. |
|
|
|||
Черноземы |
Супесчаная |
|
|
|
Запорожская |
17 |
0,37 |
||||
южные |
|
|
|
|
|
обл. |
|
|
|
||
Каштановые |
Тяжелые |
суглинки |
|
Запорожская |
23 |
0,44 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
обл. |
|
|
|
|
|
|
Супесчаная, |
подстилаемая |
|
|
16,0 |
0,72 |
||||
|
|
глинами |
|
|
|
|
» |
|
16,0 |
0,30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18,0 |
0,35 |
||
Пески |
мор |
Влажная |
|
|
|
|
Азовское море |
3,9 |
0,06 |
||
ские |
приб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
режные |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
табл. І7 |
|
|
|
|
|
|
|
Эксхаля - |
Содержа - |
|
|
|
Механический состав |
почвы |
|
|
|||
Тип |
почв |
Место наблюдения |
ция, 1 0 ~ 9 |
ние в поч |
||||
и состояние ее поверхности |
нкюри(смгХ |
ве, |
||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Хсек) |
нкюри/л |
|
Пески |
неза |
Сыпучие |
пески |
|
Муюн-Кум |
8,6 |
0,08 |
|
крепленные |
Пески, |
покрытые |
редким |
» |
9,0 |
0,1 |
||
|
|
кустарником |
|
» |
23,0 |
0,2 |
||
|
|
|
|
|
» |
18,0 |
|
|
влажности от 3 до 15% приводит к уменьшению коэффициента диффузии в десятки раз.
Ориентировочное представление об основных параметрах, определяющих интенсивность эксхаляции радона и торона из
почвы, можно |
получить |
из |
данных, |
приведенных |
в табл. |
18. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
18 |
|
Средние величины, |
характеризующие |
эксхаляцию радона |
и торона [49] |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Элементы |
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
|
I 3 8 ( J |
|
232Th |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Постоянная распада, |
сек~1 |
|
|
|
4 , 8 . 1 0 - w |
1 , 6 - 1 0 -18 |
|||||
Среднее содержание |
в почве, |
кюри/см3 |
|
1,3 1 0 - 1 2 |
2 , 2 - 1 0 - 1 2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Rn |
|
Th |
|
Постоянная распада, |
сек—1 |
|
|
|
2 , 1 - 1 0 - а |
1,27-10-2 |
|||||
Коэффициент |
диффузии, |
см2/сек |
|
|
5 - Ю - з |
5 - Ю - з |
|||||
Концентрация |
в почвенном воздухе, |
кюри/см3 |
|
1,3 - 10 - і з |
2 , 2 - 1 0 - і з |
||||||
Интенсивность образования эманации в почве, |
кюри/см3 |
2 , 7 - 1 0 - 1 ? |
2 , 8 - 1 0 - " |
||||||||
Интенсивность |
эксхаляции, кюри/(см2-сек) |
|
4,0-10—17 |
5 , 6 - Ю - ! 5 |
|||||||
Концентрация эманации в приземном слое |
воздуха, |
l , 3 - 1 0 - i « |
2 , 2 - 1 0 - 1 0 |
||||||||
кюри/см3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 3. РАДИОАКТИВНОСТЬ Т Р О П О С Ф Е Р Ы |
|
|
|
|
|||||||
Спектр |
ионизирующего излучения |
тропосферы |
по своей |
при |
|||||||
роде и физическим |
свойствам весьма |
неоднороден |
и |
характери |
|||||||
зуется присутствием космического излучения, а- и (3-частиц, а также у-квантов. Существенно то. что удельное значение от дельных составляющих поля ионизирующего излучения атмо сферы в силу их генетических особенностей непостоянно. Наи более резко оно изменяется с высотой: по мере приближения к земной поверхности уменьшается мощность космического из лучения и, наоборот, с подъемом вверх ослабляется мощность у-излучения.
Удаление 6т земной поверхности также сбпровбждается сни жением концентрации в воздухе основной массы радиоактивных реществ. В связи с этим пропорционально уменьшается и их доля в формировании интегрального ионизирующего потока. Главным источником ^-излучения, регистрируемого в приземном воздухе, являются радионуклиды, содержащиеся в почве и в горных породах.
Значение радиоактивных веществ атмосферы в формировании лучевых нагрузок аэробионтов проявляется при попадании их внутрь с вдыхаемым воздухом.
В зависимости от условий возникновения и агрегатного со стояния все радионуклиды атмосферы можно разделить на сле дующие группы:
а) радиоактивные изотопы, возникающие в атмосфере под действием космического излучения;
б) радиоактивные изотопы, попадающие в атмосферу вместе с космической пылью;
в) радиоактивные газы, поступающие в атмосферу с земной поверхности;
г) природные радиоактивные аэрозоли, попадающие в атмо сферу с земли;
д) искусственные радиоактивные изотопы, поступающие в
атмосферу в результате деятельности человека. |
|
||
Содержание радиоактивных |
веществ |
в атмосфере |
весьма |
изменчиво и во многом зависит |
от метеорологических |
условий. |
|
Но тем не менее при любых |
изменениях |
метеорологического, |
|
климатического или иного порядка удельная активность нижних слоев тропосферы в основном формируется за счет газообразных изотопов, поступающих в воздух с земной поверхности и являю щихся дочерними продуктами распада урана, тория и актиноурана.
Эманации. Поскольку радон имеет сравнительно большой период полураспада, его атомы могут распространяться в атмо сфере на относительно большие расстояния. Вследствие этого радон и его продукты распада обнаруживаются во всей тоЛще тропосферы [50]. Торон и 2 1 2 РЬ в основном содержатся только в непосредственной близости к почве.
Ориентировочное представление о средних уровнях накоп ления радона в приземном воздухе ряда населенных пунктов
Советского Союза можно получить из |
данных, приведенных в |
табл.19. |
|
Как видно из табл. 19, содержание радона в приземном воз |
|
духе существенно варьирует от одного |
географического пункта |
к другому. |
|
Концентрация торона, как правило, намного меньше кон центрации радона, что в основном обусловливается большой ско ростью его распада. Так, если в приземном воздухе на окраине г. Ставрополя содержание радона осенью 1965 г. составляло
5 Л . А. Перцов |
65 |