Анотація до роботи:

Желтоножська М. В. Дослідження вертикальної міграції радіонуклідів у ближній зоні ЧАЕС із використанням нерадіохімічних методов. — Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 — екологічна безпека. — Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України, Київ 2008.

Дисертаційна робота присвячена радіоекологічним дослідженням, що включають: розробку нових практичних підходів до визначення трансуранових радіонуклідів у ґрунтах; оцінку вмісту радіонуклідів у профілі ґрунтів; оцінку параметрів вертикального перенесення ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ^154,155Eu, ²⁴¹Am та ізотопів Pu у профілі різних ґрунтів; оцінку ізотопних відношень указаних радіонуклідів у ґрунтових розрізах. Для вимірювань -випромінюючих нуклідів у 30-км зоні ЧАЕС розроблено нерадіохімічний метод, для реалізації якого отримано нове калібрувальне джерело ⁴⁴Ti в ультранизькій області енергії g-квантів (4кеВ). Проведені дослідження міграції радіонуклідів на території полігонів, розташованих у ближній зоні ЧАЕС, а також виконано комплексний порівняльний аналіз поведінки ізотопів Pu, ²⁴¹Am, ^154,155Eu, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs у вивчених ґрунтових розрізах. Уперше продемонстрована присутність ²⁴¹Аm у спектрах зразків до глибини 30 см в усіх розрізах, що вивчалися. Присутність ізотопів U фіксувалася тільки у верхньому 2-см шарі. Досліджено радіонуклідний склад «паливних» частинок, відібраних в 30-км зоні ЧАЕС в 1998-2002 рр. Отримані ізотопні співвідношення. Оцінено вклад у глобальні випадіння в зоні аварії ЧАЕС із вивчення «гарячих» частинок, відібраних з Семипалатинського полігону та літературних даних. З використанням модифікованої конвективно-дифузійної моделі оцінені параметри вертикального перенесення радіонуклідів у профілі ґрунтів. Показано, що в мінеральних ґрунтах із нормальним водним режимом радіонукліди можна розташувати в ряд за їхньою міграційною рухливістю: ⁹⁰Sr > ¹³⁷Cs > ²⁴¹Am > ^154,155Eu ~ Pu. Отримані дані про екологічні періоди напівочищення різних типів ґрунтів.

1. Проведено комплекс досліджень, що включає розробку нових практичних підходів до визначення трансуранових радіонуклідів у ґрунті, оцінку вмісту радіонуклідів в профілі ґрунтів, зокрема з використанням розробленого методу, оцінку параметрів вертикального перенесення ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ^154,155Eu, ²⁴¹Am і ізотопів Pu в профілі різних ґрунтів, оцінку ізотопних відношень вказаних радіонуклідів в грунтових розрізах. Це дозволило доповнити й розширити існуючу картину розвитку радіоекологічної обстановки на паливних слідах випадань в ближній зоні ЧАЕС, що складається на пізній фазі аварії.

2. Для проведення масових вимірювань -випромінюючих нуклідів в 30-км зоні ЧАЕС розроблений і активно використовувався нерадіохімічний метод. Для реалізації якого отримано нове калібрувальне джерело ⁴⁴Ti в ультранизькій області енергії g-квантів (4кэВ), що дозволило істотно зменшити похибку абсолютних вимірювань активності радіонуклідів (до 2,5%). Точність запропонованого методу 10-15 % для активностей понад 100 Бк і 20-30 % для активностей менше 100 Бк. Запропонована методика дозволяє значно прискорити і спростити вимірювання, необхідні для кількісної оцінки радіоекологічної небезпеки -радіонуклідів для населення.

3. За допомогою розробленого нерадіохімічного методу та існуючих спектрометричних методів проведені дослідження міграції радіонуклідів на території полігонів, розташованих у ближній зоні ЧАЕС, а також виконаний комплексний порівняльний аналіз поведінки ізотопів Pu, ²⁴¹Am, ^154,155Eu, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs у вивчених грунтових розрізах. Показано, що близько 90% активності було переміщено на глибину до 10 см. Вперше продемонстрована присутність ²⁴¹Аm у спектрах зразків до глибини 30 см у всіх розрізах, що вивчалися. У ряді розрізів виявлена міграція ізотопів Рu, порівняна з міграцією ²⁴¹Аm. При цьому присутність ізотопів U фіксувалася тільки у верхньому 2-см шарі. На підставі отриманих даних зроблений висновок про те, що присутність у розрізах трансуранових нуклідів пов'язана, головним чином, з деструкцією паливних частинок.

4. За допомогою нерадіохімічних методів досліджений радіонуклідний склад «паливних» частинок, відібраних в 30-км зоні ЧАЕС у 1998-2002 рр. Отримані ізотопні співвідношення для ізотопів Pu, ²⁴¹Аm, ^154,155Eu, ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs, що враховувалися при аналізі поведінки радіонуклідів у ґрунтових розрізах.

5. Показано, що при концентрації трансуранових нуклідів в ґрунтах порядку (4-5)10^-3 Бк/г необхідно враховувати внесок глобальних випадінь у сумарну активність. Для коректного врахування внеску глобальних випадінь у сумарну активність трансуранових нуклідів у ґрунтових розрізах були проаналізовані дані по глобальним випадінням у зоні аварії ЧАЕС і проведені дослідження «паливних» частинок із Семипалатинського полігону. На підставі порівняльного аналізу ізотопних відношень показано, що оцінка внеску в глобальні випадіння Am в зоні аварії ЧАЕС може бути завищена в 4-5 разів.

6. З використанням модифікованої конвективно-дифузійної моделі оцінені параметри вертикального перенесення радіонуклідів у профілі ґрунтів. Показаний різний внесок дифузійного й конвективного перенесення радіонуклідів в їхню сумарну міграцію в різних ландшафтно-геохімічних умовах.

7. Показано, що в мінеральних грунтах із нормальним водним режимом радіонукліди можна розташувати в наступний ряд відповідно до їхньої міграційної рухливості ⁹⁰Sr > ¹³⁷Cs > ²⁴¹Am > ^154,155Eu ~ Pu.

8. Отримані дані про ізотопні відношення ¹³⁷Cs/²⁴¹Am, як у розрізах з «Рудого лісу», так і з берегової зони озера Глибоке, демонструють ідентичну поведінку цих ізотопів як на поверхні, так і у вертикальному профілі ґрунту. Середні значення ізотопних відношень для «Рудого лісу» ¹³⁷Cs/²⁴¹Am=0,013±0,003, для озера Глибоке ¹³⁷Cs/²⁴¹Am=0,019±0,010. На підставі цих даних передбачається, що ²⁴¹Am у значній мірі вилужений із матриці «паливних» частинок. Із даних про ізотопні відношення ⁹⁰Sr/ ¹³⁷Cs виділяються ділянки з домінуючим внеском паливної компоненти, і для них з 50% вірогідністю оцінюється внесок ²⁴¹Am.

9. Приведено отримані дані про екологічні періоди напівочищення різних типів грунтів. Показано, що в даний час періоди напівочищення автоморфних мінеральних грунтів від ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs практично однакові, тоді як для гідроморфних ґрунтів період напівочищення грунту від ⁹⁰Sr на 20-30% менший, ніж від ¹³⁷Cs.

10. На підставі вищевикладених даних зроблений висновок про те, що присутність у розрізах трансуранових нуклідів пов'язана головним чином із деструкцією паливних частинок, що вказує на зростаючу радіоекологічну небезпеку для населення, пов'язану з інтенсивним проникненням і розповсюдженням трансуранових нуклідів у ґрунтах.

Публікації автора:

1. Бондарьков М.Д., Желтоножская М.В., Липская А.И., Садовников Л.В., Токаревский В.В. Исследование вертикальной миграции искусственных радионуклидов чернобыльского происхождения в почвах Полесья// Збірник наук праць ІЯД, — №3(11), 2003, — с. 106-113.

2. Бондарьков М.Д., Желтоножский В.А., Желтоножская М.В., Садовников Л.В. и др. Исследование «горячих» частиц из 5-км зоны ЧАЭС// Збірник наук праць ІЯД , — №3(11), 2003, — с. 121-126.

3. Бондарьков М.Д., Желтоножская М.В., Максименко А.М., Садовников Л.В. Определение содержания изотопов плутония в чернобыльских образцах по характеристическому L_х-излучению урана // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — вип. 2. — 2005 — стр.108-112.

4. Бондарьков М.Д., Иванов Ю.А. Желтоножский В.А., Желтоножская М.В. Определение содержания плутония в пробах 30-км зоны Чернобыльской АЭС // Атомная энергия, — т.100., вып. 2., — февраль 2006, — стр. 146-150.

5. Бондарьков М.Д., Гащак С.П., Желтоножская М.В., Липская А.И., Садовников Л.В. Исследование миграции радионуклидов в 30-км зоне ЧАЭС// Збірник наук праць ІЯД, — №3(16) — 2005 — с.90-95.

6. Желтоножский В.А., Желтоножская М.В., Стрильчук Н.В. О распаде ⁴⁴Ti // Приборы, техника, эксперимент (ПТЭ), Москва, — вып.6, 2006 — стр.64-66.

7. Бондарьков М.Д., Желтоножская М.В. Изучение глобальных выпадений, связанных с атомными взрывами // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — вип. 5. — 2006 — с. 157-160.

8. Бондарьков М.Д., Гащак С.П., Желтоножская М.В. и др. Вертикальная миграция радионуклидов на территории чернобыльских полигонов// Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — вип. 6. — 2006 — стр. 155-163.

9. Бондарьков М., Гащак С., Желтоножская М. и др. Вертикальный перенос ^134,137Cs, ^154,155Eu, ^238,239,240Pu и ²⁴¹Am в почвах ближней зоны ЧАЭС// V съезд по радиационным исследованиям, Москва, 2006 г. т.2, с.80.

10. Bondarkov M.D., Zheltonozhskaya M.V., Tokarevsky V.V. Research of the artificial radionuclide migration in the soils of Polesye (Ukraine)// Proceedings from the 4^th International conference on Carpathian Euroregion Ecology Cereco’2003, Miscolc, Hungary — 2003 — p.34.

11. Бондарьков М.Д., Гащак С.П., Иванов Ю.А., Максименко А.М., Рябушкин А.Н., Желтоножская М. В., Желтоножский В.А., Чессер Р.К., Роджерс Б.Е., Бейкер Р. Характер распределения радиоактивных веществ на участках «Рыжего леса» // ІІІ з’їзд з радіаційних досліджень (радіобіологія і радіоекологія), Київ, 21-25 травня 2003 р., с. 279.

12. Бондарьков М.Д., Гащак С.П., Иванов Ю.А., Максименко А.М., Рябушкин А.Н., Желтоножская М. В., Желтоножский В.А., Чессер Р.К., Роджерс Б.Е., Бейкер Р. Сравнительный анализ параметров миграции радиоактивных изотопов в почвах «Рыжего леса» // Proceedings from the 6^th Annual Conference of International Chornobyl Center, 9-12 September, 2003, Slavutich, Ukraine, p. 236-237.