Файл: Рачинский, В. В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве учебное пособие.pdf

концентрирования и разделения радионуклидов с последующим радиометрическим определением их содержания.

Экспрессный дозиметрический контроль. Служба сельско­ хозяйственной радиологии должна быть готова к проведению радиологического контроля как в мирное, так и в военное вре­ мя. Она должна иметь набор всевозможных дозиметров для проведения экспрессного дозиметрического контроля при радио-

Рис. 10.4. Система радиологического контроля в сельском хозяйстве.

активном загрязнении территории в широком диапазоне доз из­ лучения. Это, во-первых, переносные гамма-дозиметры, пред­ назначенные для определения мощности дозы у-излучения радионуклидов, и, во-вторых, переносные дозиметры для опре­ деления поверхностных радиоактивных загрязнений по [3-излу- чению.

Задача экспрессного дозиметрического контроля — установ­ ление факта радиоактивного загрязнения, если оно существует, а также ориентировочная оценка уровня этого радиоактивного загрязнения.

Экспрессному дозиметрическому контролю необходимо под­ вергать все земли, находящиеся в сельскохозяйственном поль­ зовании в данной обслуживаемой зоне. На основе экспрессного дозиметрического контроля составляется карта радиационной ситуации на обследованной территории и выявляются загрязнен­ ные зоны и места, требующие более тщательного обследования.

При проведении у-дозиметрического контроля необходимо знать предельно допустимые дозы у-излучения. Для свежих продуктов деления со средней энергией у-излучения 0,7 Мэе мощность дозы, равная 10 р!ч на высоте около 1 м над землей, соответствует распределению активности в 1 кюри на 1 м2 ров­ ной поверхности.

354

Для проведения более тщательного радиологического конт­ роля объектов сельского хозяйства необходимы отбор проб и их анализ на содержание радионуклидов.

Отбор проб для радиологического контроля. Напомним, что служба сельскохозяйственной радиологии ведет систематический радиологический контроль почв, растений и первичной сельско­ хозяйственной продукции. Поэтому для анализа необходимо отбирать пробы почв, растительного материала и первичных не­ обработанных продуктов растениеводства. Радиологический контроль продуктов животноводства осуществляется ветеринар­ ной службой.

Методика отбора проб почв и растительного материала прак­ тически аналогична методике отбора проб для агрохимического

проб. Глубина взятия проб 10 см. Масса пробы почвы, которую берут непосредственно для анализа, зависит от уровня радиоак­ тивной загрязненности почвы. При определении глобальных ра­ диоактивных загрязнений, т. е. при относительно малых уровнях загрязнения, для анализа приходится брать массу почвы до 5 кг, чтобы извлечь достаточное для радиометрического опре­ деления количество радионуклидов.

При радиологическом контроле лугов и пастбищ необходимо раздельное определение содержания радионуклидов в дернине и слое почвы непосредственно под дерниной. Поэтому надо брать раздельные пробы дернины и слоя почвы под дерниной.

Вынос радионуклидов из почвы определяют по содержанию в растительной продукции, убранной с данного поля. Пробы растительного материала, в том числе кормов, берут по прави­ лам агрохимического анализа. Масса пробы, предназначенная непосредственно для радиометрического анализа, зависит от со­ держания радионуклидов в растительном материале. Например, при глобальных радиоактивных загрязнениях для радиометри­ ческого анализа зерна берут пробы зерна не менее 1 кг, для анализа картофеля — не менее 10 кг.

Радиометрический анализ проб без предварительных радио­ химических процедур. Существует ряд методик прямого радио­ метрического анализа собранных проб без проведения предва­ рительных процедур концентрирования и разделения радионук­ лидов. Такой анализ, конечно, можно выполнить только для тех проб, содержание радионуклидов в которых настолько велико, что применяемые радиометрические устройства регистрируют их присутствие.

Наиболее просто радиометрический анализ выполняется тогда, когда проба содержит только один идентифицированный

355

радионуклид. В этом случае можно прокалибровать радиомет­ рическую установку по этому радионуклиду. Регистрируются показания радиометра при измерении активности анализируе­ мой пробы в выбранных стандартных условиях. По калибровоч­ ному графику определяется абсолютная удельная активность анализируемой пробы, например, в кюри на килограмм почвы или растительного материала.

Если содержащийся в пробе радионуклид неидентифицирован, то прямой радиометрический анализ невозможен. Невоз­ можно произвести радиометрический анализ проб, содержащих смесь неидентифицированных радионуклидов.

В практике радиологического контроля радиоактивных за­ грязнений, образовавшихся от взрыва ядерной бомбы, исполь­ зуется приближенный метод определения суммарной активности.

Сущность этого метода основана на следующих предпосылках. Известен относительный состав продуктов деления 235U или 239Ри в возрасте от нескольких минут после деления до многих лет. Можно приготовить препараты смеси продуктов деления различного возраста. Для этих препаратов нужно определить абсолютную активность (в кюри), хотя бы для одного радио­ нуклида. Тогда, зная относительный состав смеси продуктов де­ ления, можно вычислить абсолютную активность всех продуктов деления в этом препарате.

Пусть время от момента ядерного взрыва известно. Следова­ тельно, известны возраст и состав продуктов деления, загряз­ няющих данную территорию. Это допущение, конечно, весьма приближенно, так как вследствие взаимодействия продуктов деления с биогеосферой, в процессе миграции состав и соотно­ шение продуктов деления изменяются. В этом заключается слабость рассматриваемого метода. В результате получаемые с его помощью данные следует рассматривать лишь в качестве приближенных. В лучшем случае он дает по крайней мере поря­ док величин активности радионуклидов и оценивает лишь при-, ближенный состав.

Берут препарат продуктов деления соответствующего возра­ ста, вводят его в незагрязненный материал и производят в выб­ ранных стандартных условиях калибровку радиометра (график зависимости показаний радиометра от удельной активности фиксированного радионуклида в составе искусственно загряз­ ненных образцов). Снимая показания радиометра при измере­ нии активности анализируемой пробы, по калибровочному гра­ фику определяют абсолютную удельную активность фиксиро­ ванного радионуклида, а затем вычисляют удельную активность сопутствущих радионуклидов.

Другой вариант метода определения суммарной активности предусматривает имитацию препаратов смеси продуктов деления разного возраста радиоактивными изотопами. Например, изотоп 204Т1 имитирует смесь продуктов деления в возрасте от 10 до-'

356

200 дней, а изотоп 40К (естественный радиоактивный изотоп) — в возрасте от 2 до 10 лет. Необходимо знать коэффициент экви­ валентности между активностями фиксированного (одного из радионуклидов смеси продуктов деления, любого выбранного) радионуклида смеси продуктов деления данного возраста и радионуклида-имитатора. С помощью радионуклида-имитатора получают калибровочную кривую, которую используют для ра­ диометрического анализа собранных проб.

На радиологических станциях имеется радиометрическая аппаратура, надлежащим образом откалиброванная для опре­ деления активности проб почв, растительных и других материа­ лов методом измерения суммарной активности.

Радиохимические методики должны обеспечивать минималь­ ные потери и высокую чистоту разделения радионуклидов. Это требование выполнить очень трудно. Поэтому при разработке радиохимических методик необходимо предварительное прове­ дение опытов с отдельными чистыми радионуклидами, чтобы оценить потери радионуклида для каждой операции, а затем и общие потери при получении окончательного препарата, кото­ рый затем идет на радиометрический анализ.

В ряде случаев радиохимическая методика предусматривает лишь концентрирование и неполное (частичное, групповое) раз­ деление продуктов деления. Изготовляют препараты, содержа­ щие смесь нескольких радионуклидов, которые в дальнейшем подвергают спектрометрическому анализу. В частности, широко используется у-спектральный анализ радионуклидов, являю­ щихся косвенными источниками у-излучения (137Cs, 144Се, 106Ru, S5Zr и др .).

Наряду со спектрометрическими анализаторами в радиоло­ гической службе широко используют радиометрические установ­ ки, получившие название установок с малым фоном. Фон таких установок составляет порядка нескольких импульсов в минуту. Чем меньше фон счетчика, тем более точно можно измерить малый уровень активности препаратов (см. § 2 гл. 2). Радио­ метрические измерения при анализе глобальных радиоактивных выпадений производятся, как правило, с помощью установок с малым фоном. Такие установки можно использовать при про­ ведении анализов как методом измерения суммарной активно­ сти, так и методом измерения активности препаратов, содержа­ щих индивидуальные радионуклиды после их отделения от дру­ гих радионуклидов.

Радиохимическая методика разделения радионуклидов про­ дуктов деления. Приведем одну из схем разделения, которую можно использовать для анализа почвы, золы от сжигания растительного или животного материала (рис. 10.5). Она рас­ считана на анализ проб с массой 0,1— 100 г.

Разделение радионуклидов основано на их различиях в меж­ фазном распределении (твердая фаза— раствор). Схема пре-

357.

Рис. 10.5. Схема радиохимического анализа почв, растений и животных.

дусматривает получение препаратов nlAg, 125Sb; 140Ва, 115Cd, I37Cs, 238U, 144Ce, 90Y, 95Zr и 90Sr.

Кроме разветвленных схем разделения радионуклидов ис­ пользуются специальные методики определения какого-либо од­ ного радионуклида. Чаще всего такие схемы-методики исполь­ зуют для анализа проб на содержание наиболее долгоживущих радионуклидов 90Sr и I37Cs. В качестве примера на рис. 10.6 показана схема определения 90Sr оксалатным методом. Обе схемы приводятся лишь в качестве примера и в особых поясне­ ниях не нуждаются.

§ 6. С П О С О Б Ы С Н И Ж Е Н И Я Р А Д И О А К Т И В Н Ы Х З А Г Р Я З Н Е Н И Й В С Е Л Ь С К О Х О З Я Й С Т В Е Н Н О Й П Р О Д У К Ц И И

Как уже отмечалось, задача сельскохозяйственной радиоло­ гии заключается не только в определении уровня радиоактив­ ных загрязнений, но и в разработке способов и мероприятий по

358

Рис. 10.6. Схема определения 90Sr оксалатным методом.

359

дезактивации почвы и снижению накопления радионуклидов в урожае сельскохозяйственных растений.

Можно сформулировать ряд общих требований к этим спо­ собам и мероприятиям. Эти способы должны учитывать уровень радиоактивной загрязненности почвы и растений, т. е. уровень радиационной опасности среды; обеспечивать снижение уровня радиоактивного загрязнения по крайней мере на порядок, т. е. быть достаточно эффективными; они должны быть достаточно технологичны и экономически оправданными.

По уровню радиоактивного загрязнения и его радиационной опасности различают, например, следующие ситуации.

Высокий уровень радиоактивного загрязнения — общая по­ верхностная активность продуктов деления более 10_3 кюри/м2. При таком уровне загрязнения никакие работы на загрязненных полях производить нельзя. Поля должны быть выдержаны для радиоактивного распада продуктов деления до снижения уров­

снижение радиоактивного загрязнения почв. Продукцию расте­ ниеводства, выращенную на почвах со средним уровнем загряз­ нения, нельзя использовать ни на корм скоту, ни для питания людей.

Низкий уровень радиоактивного загрязнения — общая по­ верхностная активность менее 10-4 кюри/м2. При этом уровне загрязнения продукцию растениеводства при соответствующем контроле можно использовать в качестве кормов для животных и продуктов питания человека. Однако на таких почвах про­ должают проводить мероприятия по дальнейшему снижению уровня радиоактивных загрязнений до допустимых концент­ раций.

Проблема дезактивации почв и снижения выноса радионук­ лидов из них очень сложная проблема, далекая пока от раз­ решения. Только широкий комплекс мероприятий дает возмож­ ность в той или иной степени уменьшать уровень радиоактивных загрязнений почв и вынос радионуклидов растениями.

Мероприятия, способы и приемы уменьшения радиоактивных загрязнений, доступные для использования в сельском хозяйст­ ве, весьма условно можно разделить на две группы: мелиоратив­ ные и агротехнические.

К мелиоративным мероприятиям относят все мероприятия, связанные с использованием механических, ирригационных и химических мелиораций.

Способы, механической мелиорации заключаются в механи­ ческом снятии верхнего загрязненного слоя почвы. Это можно, например, осуществить бульдозерами и другими машинами.

360