1. «Радиациялық қауіпсіздік негіздері» пәні
Дәріс № 6
Тақырыбы: Топырақтың радиобелсенділігі.
«Экология және геология» кафедрасы
аға оқытушы: Баймукашева Ш.Х.
2. Топырақ құрамындағы табиғи
радионуклидтер табиғи радиациялық
фонның негізгі компоненттерінің бірі
болып табылады.
Топырақ радиоактивтілігі көптеген
құрамдастардан құрылады,
биосферадағы геохимиялық
процестерге байланысты.
Осыған байланысты радионуклидтер
концентрациясы топырақ тереңдігіне
қарай өзгеріп отыруы мүмкін.
3. 1) топырақтүзуші тау жыныстарындағы радионуклид
концентрациясы;
2) грунттік сулармен сілтілену процесі;
3) радионуклидтердің топырақпен сорбциялану процестері;
4) газтектес радиоактивті элементтердің пайда болу (эманирование)процестері;
5) космогенді радионуклидтердің шөгу процесі.
Топырақ радиоактивтілігін құратын факторлар:
4.
5.
6.
7. Көптеген зерттеулердің көрсетуінше
негізгі фактор болып топырақ
радиоактивтілігінің деңгейі және сипаты
мен аналық жыныстағы радиоактивті
элементтердің концентрациясының
арасындағы генетикалық байланысы
табылады.
Осылайша, радиоактивті тобының және
периодтық жүйенің ортаңғы бөлігіндегі
аталған радионуклидтер айтарлықтай
мөлшерде топырақ радиоактивтілігін
анықтайды.
8. 1-кестеде 1982ж жүргізілген өлшеулер нәтижесінде алынған және осы топырақ бетінен
1м биіктіктегі ауаның сіңірілген дозасның қуатына сәйкес келетін әртүрлі топырақ
қабаттарындағы табиғи радионуклидтердің типтік концентрациялары көрсетілген.
Радиоактивті элементтер топтарының ыдырау тізбегіндегі 220Rn и 222Rn радиоактивті
газтектес өнімдердің болуы, бір жағынан, осы газтектес фракцияның топырақтағы
миграциясына алып келеді, ал бір жағынан, осы фракциялар мен оның ыдырау өнімдерінің
топырақтың беткі қабатына шөгуімен атмосфераға шығуы.
9. Ыдырау процесінде радон изотоптарының
атомдары беру есебінен топырақ пен жыныс
қатты матрицасының шегіне, кеңістікке
шығады. 222Rn жүру ұзындығы топырақтың
қатты түйіршіктерінде 20-70нм, суда – 100нм,
ауада – 63мкм.
Радонның топырақтың қатты фракциясынан
кеңістікке өтуі эманация коэффициентімен
сипатталады, ол топырақ түйіршіктерінің
өлшемі мен формасына қарай 0,05-тен 0,7-
ге дейін өзгеруі мүмкін.
Эманация процесіне үлкен әсерді
ылғалдылық тигізеді, ол радон
атомдарының сумен сіңірілуі нәтижесінде
коэффициентті азайтады.
Газтектес және сұйық күйдегі радондардың
айырмашылық температураға байланысты.
10. Газ түріндегі CRn радонның концентрациясын
топырақта радон ағып кетуі болмаса, келесі
теңдеу түрінде жазуға болады:
CRn=CRn f ρs ε-1(l - ε )(m(KT -l)+l )-1 (3)
бұл жерде,
СRn – топырақтағы радон концентрациясы,
Бк/кг;
f – эманация коэффициенті; ρs –түйіршіктер
тығыздығы (2,7 г/см3 –тең);
ε – су ε ω , газ ε а фракциясын қосқандағы
толық кеуектілік;
m – су фракциясына болатын кеуектілік үлесі
(құрғақ топырақта 0-ге тең болатын
қарқындылық коэффициценті);
КТ – радонның сұйық және газ фракциясының
арасындағы радонның бөліну коэффициенті.
11. Диффузия мен адвекция (жылу, тұз,
ылғалдың сумен немесе ауамен көлденең
бағытта ауысуы) процестері нәтижесінде
радонның топырақтағы өту процесі жүреді,
ол оның атмосфераға шығуына алып келеді.
Радоннның топырақтағы өту процесінің
сипаттамасына диффузияның эффективті
коэффициенті Д қызмет етуі мүмкін, ол
радон концентрациясының градиентін
топырақтың ауаға толған орындарындағы
токпен байланыстырады. Шынайы
жағдайларда, суға толған орын болса және
топырақтың суға және ауаға толған
орындарында радон концентрациясының
таралуының әртүрлілігінде диффузия
коэффициенті топырақ кеуектілігіне ғана
емес, оның ылғалдылығы мен құрамына да
байланысты болады. Бұл жағдайда
диффузияның шынайы
коэффициенті D = (εа + KTεω)Dэ түрінде
анықталуы мүмкін.
12. Қарапайым үлгілерге негізделе отырып
әртүрлі топырақ типтерінде 10 -7 -нан 10 -5
м2/с-ке дейінгі диапазонда өзгеретін
диффузия коэффициенттері анықталды
(едәуір типті топырақтар үшін D = 2 · 10 -6
м2/с мәнімен).
Типтік құрғақ, кеуектілігі ε = 0,25 топырақ
үшін D = 5·10-7 м2/с диффузия
коэффициентін пайдалану ұсынылған, ол
ылғалдылықты есепке алғанда (m = 0,2
және сол ε жағдайда коэффициент D = 4,3
∙10 -7 м2/с) алынатын нәтижеден бірнеше
жоғары.
Грунт қалыңдығына қарай
эманация құрамы да үздіксіз өседі, 10см
– 250Бк/л-ден бастап, 250см – 4500Бк/л-
ге дейін.
