Сравнение полевого и лабораторного методов измерений удельной активности природных радионуклидов в почве

Полевая гамма-спектрометрия является распространенным методом определения удельной активности природных радионуклидов в почве на месте (in situ). Однако этот метод нуждается в сравнении с лабораторными методами. Цель исследования cравнение полевого и лабораторного методов измерения УА ²²⁶Ra, ²³²Th и ⁴⁰K в почве при наличии поверхностного радиоактивного загрязнения ¹³⁷Cs. Материалы и методы: Полевые измерения с одновременным отбором проб почвы были проведены на 10 огородных участках, расположенных в шести населенных пунктах зоны радиоактивного загрязнения (¹³⁷Cs) Брянской области России. Полевые измерения были выполнены с использованием сцинтилляционного гамма-спектрометра-дозиметра МКС-АТ6101Д фирмы АТОМТЕХ (Беларусь). Для лабораторных измерений использовали полупроводниковый гаммаспектрометр фирмы ORTEC (США). Результаты исследования и их обсуждение: Статистически значимых различий между двумя методами определения удельной активности природных радионуклидов в почве не было выявлено (критерий Вилкоксона, p > 0,05). Коэффициент корреляции Спирмена был равен 0,87, 0,77 и 0,89 для ²³²Th, ²²⁶Ra и ⁴⁰K соответственно. Максимальное расхождение между результатами, полученными в полевых условиях и в лаборатории, cоставило 32 %; в среднем разница варьировала от 2 до 8 %. Наибольшие различия были обнаружены в отношении ²²⁶Ra. В значительной мере это связано с неопределенностью измерений, которая для этого радионуклида, по сравнению с ²³²Th и ⁴⁰K, была самой высокой как в полевых, так и в лабораторных измерениях. Заключение: Выполненное сличительное исследование показало, что результаты, полученные с использованием полевой гамма-спектрометрии в условиях загрязнения территории техногенным радионуклидом ¹³⁷Cs, хорошо согласуются с результатами лабораторных измерений. Корректировки значений удельной активности, получаемых с применением градуировки, которая была выполнена фирмой-изготовителем портативного гамма-спектрометра-дозиметра МКС-АТ6101Д, не требуется.

1. Ramzaev V., Yonehara H., Hille R. et al. Gamma-dose rates from terrestrial and Chernobyl radionuclides inside and outside settlements in the Bryansk Region, Russia in 1996–2003 // Journal of Environmental Radioactivity. 2006. Vol. 85. P. 205–227.

2. Baeza A., Corbacho J.A., Guillin J. Accuracy associated with the activity determination by in situ gamma spectrometry of naturally occurring radionuclides in soils // Journal of Environmental Radioactivity. 2016. Vol. 162–163. P. 219–224. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2016.05.024.

3. Bangotra P., Mehra R., Kaur K., Jakhu R. Study of natural radioactivity (226Ra, 232Th and 40K) in soil samples for the assessment of average effective dose and radiation hazards // Radiation Protection Dosimetry. 2016. Vol. 171, No. 2. P. 277281. DOI: 10.1093/rpd/ncw074.

4. Hassan N.M., Kim Y.J., Jang J. et al. Comparative study of precise measurements of natural radionuclides and radiation dose using in-situ and laboratory γ-ray spectroscopy techniques // Scientific Reports. 2018. Vol. 8. P. 14115. DOI: 10.1038/s41598-018-32220-9.

5. Bernhardsson С., Ramzaev V., Dvornik A. et al. Activity concentration of 137Cs and natural radionuclides in soil around the Belarusian nuclear power plant in pre-commissioning period // Radiation Protection Dosimetry. 2026. P. 1–15. DOI: 10.1093/rpd/ncag063.

6. Benke R.R., Kearfott K.J. Comparison of in situ and laboratory gamma spectroscopy of natural radionuclides in desert soil // Health Physics. 1997. Vol. 73, No. 2. P. 350–361.

7. Miller K.M., Shebell P., Monetti M.A. et al. An intercomparison of in situ gamma-ray spectrometers // Radioactivity and Radiochemistry. 1998. Vol. 9, No. 4. P. 27–40.

8. Al-Masri M.S., Doubal A.W. Validation of in situ and laboratory gamma spectrometry measurements for determination of ²²⁶Ra, ⁴⁰K and ¹³⁷Cs in soil // Applied Radiation and Isotopes. 2013. Vol. 75. P. 50–57. DOI: 10.1016/j.apradiso.2013.01.009.

9. Библин А.М., Варфоломеева К.В., Седнев К.А. и др. Современное радиационно-гигиеническое состояние территорий проведения мирных ядерных взрывов «Глобус4» и «Горизонт-1» в Республике Коми // Радиационная гигиена. 2024. Т. 17, № 1. С. 121–130. DOI: 10.21514/1998426X-2024-17-1-121-130.

10. Арефьева Д.В., Фирсанов В.Б., Куруч Д.Д. и др. Градуировка сцинтилляционного спектрометра гамма-излучений с применением метода математического моделирования // Радиационная гигиена. 2020. Т. 13, № 4. С. 93–100. DOI: 10.21514/1998-426X-2020-13-4-93-100.

11. IAEA. Reference products for environment and trade. URL: https://analytical-reference-materials.iaea.org/radionuclides. (Дата обращения: 10.02.2026).

12. Ramzaev V., Bernhardsson C., Vodovatov A. et al. Ambient dose equivalent rates of gamma radiation from natural radionuclides and 137Cs at grasslands and forests in the area of the Belarusian NPP in the pre-commissioning period (2019) // Radiation Protection Dosimetry. 2024. Vol. 200, No. 5. P. 496–503. DOI: 10.1093/rpd/ncae016.

13. Yücel H., Özgür M., Dikmen H. Characterization and calibration of a portable HPGe detector for in situ gamma-ray spectrometry using large-sized calibration pads // Radiation Protection Dosimetry. 2026. P. 1–17. DOI: 10.1093/rpd/ncag049.

14. IAEA. Guidelines for radioelement mapping using gamma-ray spectrometry data. IAEA-TECDOC-1363. International Atomic Energy Agency, 2003.

15. IAEA. Radioelement mapping. IAEA Nuclear Energy Series No. NF-T-1.3. International Atomic Energy Agency, 2010.

16. Научно-производственное унитарное предприятие «АТОМТЕХ» ОАО «МНИПИ». Приборы и технологии для ядерных измерений и радиационного контроля. URL: https://atomtex.com/sites/default/files/catalogue_ru.pdf. (Дата обращения: 16.02.2026).

17. Жуковский А.И., Кутень С.А., Хрущинский А.А. и др. Оценка области влияния загрязненного участка почвы при решении задач радиационного мониторинга методом «in situ» // Приборы и методы измерений. 2014. № 1. С. 119–125.

18. Кормановская Т.А., Кононенко Д.В., Венков В.А. и др. Опыт реабилитации объектов, загрязненных радионуклидами, на примере участка территории завода «Мосрентген» //

19. Радиационная гигиена. 2018. Т. 11, № 3. С. 107–114. DOI: 10.21514/1998-426X-2018-11-3-107-114.

20. Екидин А.А., Васильев А.В., Васянович М.Е. и др. Полевые методы исследования радиационной обстановки в районе размещения Белорусской АЭС в предэксплатационный период // АНРИ. 2020. № 2. С. 31–44.

21. Yarmoshenko I., Vasilyev A., Ekidin A. et al. Non-destructive measurements of natural radionuclides in building materials for radon entry rate assessment // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2021. Vol. 328, No. 2. P. 727–737. DOI: 10.1007/s10967-021-07690-3.

22. Собакин П.И., Чевычелов А.П., Горохов А.Н. Радиогеохимия почв и песков территории монацитовой россыпи в Южной Якутии // Почвоведение. 2021. № 12. С. 1549–1563. DOI: 10.31857/S0032180X2112011X.

23. Rääf C., Jönsson M., Bernhardsson C. Revisiting external dose rate and ground deposition of Chornobyl fallout in the Gävle region in Sweden: comparison between estimates from soil sampling vs in situ measurements using a field portable NaI(Tl) gamma spectrometer // Radiation Protection Dosimetry. 2025. Vol. 201, No. 13–14. P. 941–947. DOI: 10.1093/rpd/ncaf040.

24. Рамзаев В.П., Барковский А.Н. Опыт применения портативного гамма-спектрометра МКС АТ6101Д для измерения in situ плотности загрязнения почвы цезием-137 в Брянской области России // Радиационная гигиена. 2024. Т. 17, № 1. С. 86–96. DOI: 10.21514/1998-426X-2024-17-186-96.

25. Рамзаев В.П., Барковский А.Н., Братилова А.А. Валидация метода определения плотности загрязнения почвы 137Cs на огородах с использованием портативного спектрометрадозиметра МКС AT6101Д in situ // Радиационная гигиена. 2021. Т. 14, № 2. С. 56–65. DOI: 10.21514/1998-426X-202114-2-56-65.

26. Рамзаев В.П., Барковский А.Н. Сезонные колебания мощности амбиентного эквивалента дозы на улицах Санкт-Петербурга // Радиационная гигиена. 2026. Т. 19, № 1. C. 140–146. DOI: 10.21514/1998-426X-2026-19-1-140-146.

27. IAEA. Certified reference material IAEA-385. URL: https://nucleus.iaea.org/sites/AnalyticalReferenceMaterials/Sh ared%20Documents/ReferenceMaterials/Radionuclides/IAEA385/RS_IAEA-385_V5.3.pdf. (Дата обращения: 10.02.2026).

28. UNSCEAR. Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. UNSCEAR 2024 Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Volume II. Scientific Annex B: Evaluation of public exposure to ionizing radiation. New York: United Nations, 2025. 270 p.

29. ICRP. Dose coefficients for external exposures to environmental sources. ICRP Publication 144 // Annals of the ICRP. 2020. Vol. 49, No 2.

30. Ulanowski A., Sato T., Petoussi‑Henss N., Balonov M. Relationships between protection and operational dosimetric quantities for external exposure to natural background radiation // Radiation and Environmental Biophysics. 2025.Vol. 64. P. 105–115. DOI: 10.1007/s00411-025-01109-3.