Preview

Радиационная гигиена

Расширенный поиск

Валидация метода определения плотности загрязнения почвы 137Cs на огородах с использованием портативного спектрометра-дозиметра МКС AT6101Д in situ

https://doi.org/10.21514/1998-426X-2021-14-2-56-65

Полный текст:

Аннотация

Отбор представительных проб почвы на обследуемом участке территории и последующее определение содержания радионуклидов в этих пробах в условиях лаборатории (так называемый метод ex situ) является общепризнанной технологией определения плотности загрязнения 137Cs территории населенных пунктов. В последнее время в качестве дополнения или альтернативы методу ex situ все чаще применяют методы полевой (in situ) гамма-спектрометрии. В этом случае можно определить плотность загрязнения почвы 137Cs непосредственно на месте, без отбора проб и их анализа в лаборатории. Вместе с тем, методология in situ имеет ряд ограничений, из которых наиболее принципиальным является отсутствие общепризнанного метрологического обеспечения проведения измерений и интерпретации результатов. Поэтому перед применением конкретной методики и измерительного устройства для проведения широкомасштабных измерений in situ необходимо проводить валидацию (оценку пригодности) выбранного метода в планируемых условиях проведения измерений с помощью устоявшегося метода ex situ. Целью данного исследования являлась валидация метода определения плотности загрязнения почвы 137Cs на огородах с использованием спектрометра-дозиметра МКС AT6101Д in situ. Этот метод был недавно представлен российско-шведско-белорусской группой исследователей в статье, опубликованной в Journal of Environmental Radioactivity (https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106562). Для тестирования метода нами были использованы 10 представительных огородных участков, расположенных в 6 населенных пунктах Брянской области. Территория населенных пунктов была сильно загрязнена 137Cs в результате аварии на Чернобыльской АЭС: официально установленная плотность цезиевого загрязнения в 2017 г. находилась в диапазоне 111–511 кБк/м2. Для набора полевого спектра прибор МКС AT6101Д размещали в центре выбранного участка на алюминиевой треноге. Продолжительность измерения варьировала от 1207 до 1801 с (среднее значение 1383 с). Пробы огородной почвы были отобраны послойно (с шагом ~5 см) до глубины 20 см с использованием цилиндрического разборного пробоотборника. В лаборатории с помощью стационарного полупроводникового гамма-спектрометра было определено содержание 137Cs в каждом слое почвы, объединенном для всех отобранных на участке проб, и вычислено значение плотности загрязнения почвы 137Cs для суммы всех отобранных слоев. Эти значения плотности загрязнения, полученные ex situ, находились в диапазоне от 77 до 548 кБк/м2. Установлено, что результаты лабораторных анализов проб почвы хорошо согласуются со значениями плотности загрязнения, полученными с помощью тестируемого метода in situ. В среднем различия между двумя методологиями составили 7% (20% в максимуме). Результаты исследования подтверждают, что метод, предложенный международной группой, пригоден для определения плотности загрязнения огородной почвы 137Cs на отдаленном этапе после Чернобыльской аварии.

Об авторах

В. П. Рамзаев
Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия

Рамзаев Валерий Павлович – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории внешнего облучения

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 8



А. Н. Барковский
Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия

Барковский Анатолий Николаевич – руководитель Федерального радиологического центра, главный научный сотрудник

Санкт-Петербург



А. А. Братилова
Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Россия

Братилова Анжелика Анатольевна – научный сотрудник лаборатории внутреннего облучения

Санкт-Петербург



Список литературы

1. Брук Г.Я., Базюкин А.Б., Братилова А.А., и др. Средние годовые эффективные дозы облучения в 2014 году жителей населенных пунктов Российской Федерации, отнесенных к зонам радиоактивного загрязнения вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС (для целей зонирования населенных пунктов) // Радиационная гигиена. 2015. Т. 8, № 2. С. 32–128.

2. Брук Г.Я., Романович И.К., Базюкин А.Б., и др. Средние годовые эффективные дозы облучения в 2017 году жителей населенных пунктов Российской Федерации, отнесенных к зонам радиоактивного загрязнения вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС (для целей зонирования населенных пунктов) // Радиационная гигиена. 2017. Т. 10, № 4. С. 73–78.

3. Романович И.К., Брук Г.Я., Барковский А.Н., и др. Обоснование Концепции перевода населенных пунктов, отнесенных в результате аварии на Чернобыльской АЭС к зонам радиоактивного загрязнения, к условиям нормальной жизнедеятельности населения // Радиационная гигиена. 2016. Т. 9, № 1. С. 6–18.

4. Орлов М.Ю., Сныков В.П., Бочков Л.П. Определение средней плотности загрязнения почвы 137Cs // Атомная энергия. 1994. Т. 76, № 3. С. 212–217.

5. Hille R., Hill P., Heinemann K., et al. Current development of the human and environmental contamination in the Bryansk– Gomel spot due to the Chernobyl accident // Radiation and Environmental Biophysics. 2000. Vol. 39. P. 99–109.

6. Нилова Е.К., Бортновский В.Н., Тагай С.А., и др. Оценка современных уровней 241Am и 137Сs в почве, продуктах питания, доз внутреннего облучения жителей населенных пунктов, прилегающих к зоне отселения Чернобыльской АЭС (на примере Брагинского района Гомельской области Беларуси) // Радиационная гигиена. 2020. Т. 13, № 3. С. 25–37.

7. 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.

8. Rostron P., Heathcote J.A., Ramsey M.H. Comparison between measurement methods for the characterisation of radioactively contaminated land. Workshop on Radiological Characterisation for Decommissioning, Nyköping, Sweden 17–19 April 2012.

9. Rostron P.D., Heathcote J.A., Ramsey M.H. Comparison between in situ and ex situ gamma measurements on land areas within a decommissioning nuclear site: a case study at Dounreay // Journal of Radiological Protection. 2014. Vol. 34, No. 3. P. 495–508.

10. ICRU – International Commission on Radiation Units and Measurements. Gamma-Ray Spectrometry in the Environment. ICRU report: No. 53. 1994. Bethesda, Maryland, USA.

11. Tyler A.N., Sanderson D.C.W., Scott E.M. Estimating and accounting for 137Cs source burial through In situ gamma spectrometry in salt marsh environments // Journal of Environmental Radioactivity. 1996. Vol. 33. P. 195–212.

12. Chesnokov A.V., Govorun A.P., Fedin V.N., et al. Method and device to measure 137Cs soil contamination in-situ // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 1999. Vol. 420. P. 336–344.

13. Дровников В.В., Егоров М.В., Егоров Н.Ю., и др. In situ сцинтилляционный гамма-спектрометр с принципиально новыми возможностями. Некоторые результаты исследования содержания естественных и техногенных радионуклидов в грунте // АНРИ. 2011. Т. 64, № 1. С. 56–64.

14. Mikami S., Sato S., Hoshide Y., et al. In situ gamma spectrometry intercomparison in Fukushima, Japan // Japanese Journal of Health Physics. 2015. Vol. 50, No. 3. P. 182–188.

15. Varley A., Tyler A., Dowdall M., et al. An in situ method for the high resolution mapping of 137Cs and estimation of vertical depth penetration in a highly contaminated environment // Science of the Total Environment. 2017. Vol. 605–606. P. 957–966.

16. Ramzaev V., Bernhardsson C., Dvornik A., et al. In situ determination of 137Cs inventory in soil using a field-portable scintillation gamma spectrometer-dosimeter. Journal of Environmental Radioactivity. 2021. Vol. 231. P. 106562. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2021.106562.

17. ATOMTEX. Спектрометр МКС-AT6101Д. Электронный ресурс: https://atomtex.com/sites/default/files/datasheets/mks-at6101d.pdf (Дата обращения: 12.09.2020).

18. Ramzaev V., Barkovsky A., Bernhardsson C., Mattsson S. Calibration and testing of a portable NaI(Tl) gammaray spectrometer-dosimeter for evaluation of terrestrial radionuclides and 137Cs contributions to ambient dose equivalent rate outdoors // Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2017. Vol. 10, No. 1. P. 18–29.

19. Ramzaev V., Bernhardsson C., Barkovsky A., et al. A backpack γ-spectrometer for measurements of ambient dose equivalent rate, H*(10), from 137Cs and from naturally occurring radiation: the importance of operator related attenuation // Radiation Measurements. 2017. Vol. 107. P. 14–22.

20. Ramzaev V., Bernhardsson C., Dvornik A., et al. Calculation of the effective external dose rate to a person staying in the resettlement zone of the Vetka district of the Gomel region of Belarus based on in situ and ex situ assessments in 2016– 2018 // Journal of Environmental Radioactivity. 2020. Vol. 214–215. P. 106168.

21. Рамзаев В.П., Барковский А.Н. Корреляция между расчетными и измеренными значениями мощности дозы гамма-излучения в воздухе в лесах, загрязненных 137Cs: отдаленный период после Чернобыльской аварии // Радиационная гигиена. 2019. Т. 12, № 4. С. 37–46.

22. Bernhardsson C., Stenström K.E., Mattsson S., et al. Zero point assessment of the radiation environment – examples of a program applied in Sweden (ESS) and in Belarus (Belnpp). Proceedings of International Conference “Medical Physics 2019” 7 – 9 November 2019, Kaunas University of Technology, Kaunas, Lithuania. 2019. P. 85–88.

23. Рамзаев В.П., Барковский А.Н. Метод идентификации участков целинных почв с помощью портативного гамма-спектрометра-дозиметра // Радиационная гигиена. 2020. Т. 13, № 2. С. 123–128.


Для цитирования:


Рамзаев В.П., Барковский А.Н., Братилова А.А. Валидация метода определения плотности загрязнения почвы 137Cs на огородах с использованием портативного спектрометра-дозиметра МКС AT6101Д in situ. Радиационная гигиена. 2021;14(2):56-65. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2021-14-2-56-65

For citation:


Ramzaev V.P., Barkovsky A.N., Bratilova A.A. Validation of a method for in situ determination of 137Cs soil contamination density in kitchen gardens using the portable spectrometer-dosimeter MKS AT6101D. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2021;14(2):56-65. (In Russ.) https://doi.org/10.21514/1998-426X-2021-14-2-56-65

Просмотров: 110


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-426X (Print)