авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Ретроспективная оценка радиоэкологической ситуации по результатам изучения годовых колец срезов деревьев

-- [ Страница 2 ] --

Второе защищаемое положение: Региональный уровень накопления делящихся элементов (только по изотопу U-235) в годичных кольцах деревьев Сибири до 1900 года составляет около 0,06 мг/кг. В результате активного антропогенного воздействия в период с 1900 по 1945 года общий среднесибирский уровень урана (по его изотопу U235) увеличился в 1,5 раза.

Плотность и характер распределения треков от осколков деления изотопов U235, Pu, Am, Np и др. в годовых кольцах среза дерева из фонового района Сибири показаны на рис. 4. В связи с крайне малой мощностью годовых колец подсчет треков производился по интервалам в 10 лет. Наблюдается устойчивая тенденция увеличения уровня накопления делящихся элементов с конца прошлого века, достигающая максимума в 80х годах ХХ века. Для определения фонового уровня делящихся элементов в доядерный период в образце из района падения Тунгусского метеорита были выделены несколько интервалов, в пределах которых были подсчитаны средние содержания урана (Т.А. Архангельская, 2000; Т.А. Архангельская и др., 1998). Установлено, что в период с 1840 по 1899 год среднее содержание делящихся элементов, в данном случае урана, в древесине составляло 0,06 мг/кг. В период с 1900 по 1945 год их содержание увеличилось до 0,09 мг/кг, с 1946 по 1960 год – до 0,1 мг/кг, с1961 по 1980 год – до 0,2 мг/кг.

Принимая во внимание, что до 1945 года делящиеся элементы в природе были представлены только U235, можно принять за фоновое его содержание в районе падения Тунгусского метеорита уровень, равный 0,06-0,09 мг/кг урана (Л.П. Рихванов и др., 2002; В.Д. Несветайло и др., 2002).

Изучение характера распределения треков от осколков деления урана (до появления трансурановых элементов в 1945 году) в срезе сосны из района с. Ярского, выбранного в качестве фонового для юга Томской области (рис. 5) выявило весьма показательную картину накопления урана (до 1945 года) и суммы делящихся элементов (после 1945 года) в годовых кольцах исследованного дерева. Средняя плотность треков в интервале 1935 – 1945 гг. составила 38 треков на мм2, что соответствует содержанию урана 0,05 мг/кг. Полученная цифра близка к таковой, установленной для района падения Тунгусского метеорита (0,06-0,09 мг/кг). Временной период с 1946 по 1961 характеризуется резким накоплением делящихся элементов (уран + Pu, Am, и др.) в годовых кольцах деревьев. Среднее содержание эквивалентного урана для данного временного интервала составляет 0,26 мг/кг, что превышает фоновый (доядерный) уровень более чем в пять раз.

После 1961 года уровень накопления делящихся элементов вновь понижается, в интервале времени с 1962 по 1994 год среднее содержание эквивалентного урана составляет около 0,07 мг/кг, что близко к фоновому содержанию радиоэлемента. На всем этом интервале наблюдается крайне однородное распределение треков от осколков деления радионуклидов.

Подобная картина распределения делящихся элементов наблюдается в срезе дерева из д. Аникино (фоновый район Томской области). Максимальное накопление радиоэлементов в этом районе приходится на середину 50-х годов, после чего уровень накопления делящихся элементов понижается до фоновых значений и вновь увеличивается, начиная с 1987 года.

Полученные результаты по изучению годовых срезов деревьев методом осколочной (f) радиографии из районов, являющихся фоновыми (р. Тунгуска, с. Ярское), показывают, как изменялся глобальный уровень накопления делящихся элементов (урана) до 1945 года, а затем урана и трансурановых элементов (с начала первых испытаний ядерного оружия и начала работы ядерных производств) в природной среде.

Таким образом, первоначальный уровень накопления урана в доиндустриальный период развития Сибири составлял 0,06 мг/кг. Активные промышленные освоения Сибири (строительство и начало эксплуатации транссибирской железной дороги, горнодобывающих предприятий и т.д.) привели к общему повышению глобального уровня накопления урана, в районе падения Тунгусского метеорита, до 0,09 мг/кг, т.е. в 1,5 раза. Увеличение делящихся элементов в природной среде, в данном случае изотопа U235, мы связываем, прежде всего, с интенсивным использованием каменного угля, который постоянно в тех или иных концентрациях содержит уран, в том числе иногда в существенных количествах.

Начало испытания ядерного оружия в атмосфере увеличило глобальный фон в удаленном от мест испытания районе к началу 60-х годов до 0,1-0,12 мг/кг. В районе с. Ярского возрастание фона за счет глобальных выпадений от многочисленных испытаний ядерного оружия на Семипалатинском полигоне, а так же единичном взрыве (1954 г.) на Тоцком полигоне возросло более чем в пять раз.

В четвертой главе «Выявление характера распределения делящихся элементов от проведения ядерных взрывов в атмосфере и под землей» представлено обоснование третьего защищаемого положения.

Третье защищаемое положение: В результате испытаний ядерного оружия в атмосфере уровень накопления делящихся элементов (U235, Pu, Am, Np и др.) в древесине годовых колец увеличился в 2 (в удаленных от полигонов районах) – 5 (в районах, находящихся на более близких расстояниях) раз. Последовавшее прекращение испытаний в атмосфере привело к стабилизации или к уменьшению (до фонового уровня) накопления количества делящихся элементов в древесине.

Используя срезы деревьев, отобранных на территории Республики Алтай (РА), была проведена ретроспективная оценка выпадения делящихся радионуклидов на этой территории методом осколочной радиографии годовых колец деревьев. Всего в период 1995-2000 гг. в республике было отобрано 9 спилов различных хвойных пород.

Ранее проведенными исследованиями (Н.А. Мешков и др., 1995) установлено, что в период наземных и воздушных испытаний ядерных устройств на Семипалатинском испытательном полигоне (СИП) через территорию РА прошли, по разным оценкам, радиоактивные следы 22-40 взрывов. Основной вклад в формирование радиоактивного загрязнения территории, по данным Н. А. Мешкова и др. (1999), внесли взрывы на СИП 12 и 23 августа 1953 г., 23 октября 1954 г., 24 августа 1954 г., 18 августа, 9 и 14 октября 1962 г. В период проведения на полигоне подземных ядерных взрывов (1963-1989 гг.) на территории РА, отстоящей от СИП на расстоянии 300-650 км, также были зафиксированы следы отдельных взрывов, в частности, в 1965 и 1969 годах. В этот же период в южной части РА неоднократно выявлялись аномальные повышения радиационного фона, предположительно обусловленные испытаниями ядерных устройств на полигоне Лобнор, находящемся в 1200 км юго-западнее Республики Алтай (Л.П. Рихванов и др., 2002).

С учетом вышеизложенного, можно предполагать, что годовые кольца деревьев на территории Республики Алтай несут информацию о времени прохождения многих радиоактивных следов и, в отдельных случаях, об интенсивности их радиационного воздействия на объекты окружающей среды.

Анализ полученных кривых распределения плотности треков от осколков деления U-235, Pu, Am и других техногенных радионуклидов по годовым кольцам деревьев на территории РА, а также диаграмм, показывающих усредненную плотность треков от осколков деления ядер и эквивалентные содержания урана, рассчитанные по временным интервалам для всех делящихся элементов по эталону с известным содержанием урана-235, свидетельствует о возрастании в 2-3 раза количества делящихся элементов в окружающей среде по сравнению с доядерным этапом развития человеческого общества (до 1949 г.) и о заметном, нередко аномально высоком, поступлении делящихся элементов в отдельные годы.

Так, например, в районе с. Коргон, находящемся на минимальном удалении от СИП, значительное поступление делящихся элементов фиксируется в 1949, 1953, 1955, 1959, 1961, 1973, 1976, 1982 и 1986 годах. Первые четыре пика достаточно хорошо корреспондируют со временем проведения наземных и воздушных ядерных испытаний на СИП, тогда как экстремумы 1973, 1976, 1982 гг., по-видимому, связаны со следами ядерных взрывов на полигоне Лобнор. Пик, приходящийся на 1959 г., когда испытаний на СИП не проводилось, вероятно, отвечает перераспределенным выпадениям на радиоактивном следе взрыва 17.01.1958 г. Повышенная плотность треков в кольце 1986 года может свидетельствовать о глобальном выпадении чернобыльских радионуклидов. Характерно, что максимальная плотность треков отвечает времени первого термоядерного взрыва (1953 г.) и проведения серийных ядерных взрывов в 1961 г.

На наш взгляд, весьма показательны результаты, полученные при изучении среза дерева из района Горного Алтая (слияние рек Тюнь и Джазатор), являющегося контролем для Алтайского региона, показывают картину накопления делящихся элементов с 1836 по 1995 года (рис. 6). Среднее содержание делящихся элементов в период 1926-1963 составляет 0,16-0,18 мг/кг, в период с 1964 до 1973 оно увеличивается до 0,26 мг/кг. Максимальное увеличение концентрации делящихся элементов в этом районе начинается с 1970-х годов до конца 90-х с максимумом накопления в конце 80-х годов. Высокие фоновые содержания, по-видимому, отражают радиогеохимические особенности пород этого района. Троекратное увеличение делящихся элементов в период с 1974 по 1984 года связано, на наш взгляд, с проведением взрывов на полигоне Лобнор. Так же следует отметить, что вышеперечисленные временные пики повышенных выпадений делящихся элементов в годовых кольцах изученных деревьев в целом удовлетворительно совпадают с расчетными радиоактивными следами и архивными данными по аномальным повышениям радиационного фона на территории РА в период 1949-1962 гг. (Ю.В. Робертус и др., 1993). Следовательно, метод осколочной радиографии годовых колец деревьев может успешно применяться для датировки локальных и глобальных выпадений техногенных радионуклидов, а также в целях реконструкции следов прохождения радиоактивных облаков на территории РА (Л.П. Рихванов и др., 2002).

Исследования годовых колец, проведенные в срезах деревьев Иркутской области, находящихся вблизи зоны проведения подземного ядерного взрыва «Рифт - 3» (рис. 7), свидетельствует о том, что в доядерный этап (до 1945 года) уровень и характер накопления делящихся элементов в годовых кольцах деревьев (в данном случае только изотоп урана -235, который постоянно присутствует в природе) характеризуется минимально низкими значениями и однородным распределением. Период активного испытания ядерного оружия в атмосфере (1945-1963 гг.), когда в природную среду поступили новые делящиеся радионуклиды (плутоний, америций, нептуний) и дополнительное количество урана-235 практически не нашел отражение в годовых кольцах деревьев. Это свидетельствует о том, что на данной территории в этот период не происходило каких-либо значимых выпадений радиоактивных осадков от испытания ядерного оружия, а некоторое увеличение уровня накопления делящихся элементов связано с общим глобальным изменением фона. Совершенно иная картина в распределении делящихся элементов начинает фиксироваться в период 1964-1998 года. Уровень накопления делящихся элементов, по сравнению с более ранними временными периодами, увеличился в 2-2,5 раза. При этом характер распределения характеризуется крайне высокой неоднородностью.

Полученные данные могут свидетельствовать только о том, что в годовых кольцах периода с 1965 по настоящее время происходит накопление делящихся элементов. При этом с момента проведения ядерного взрыва произошло перераспределение элементов по годовым кольцам, и это перераспределение продолжает происходить. Эти материалы еще раз убедительно подтверждают вывод о том, что любой подземный ядерный взрыв (ПЯВ) рано или поздно найдет свое отражение на поверхности и о том, что места проведения ПЯВ, захоронений радиоактивных отходов находят отражение в геохимических полях (Л.П. Рихванов, 2003 и др.).

Можно предполагать, что в данном районе произошло истечение продуктов ядерного взрыва в природную среду. Каковы масштабы поступления в данном случае оценить не представляется возможным. Для этого необходимы систематические радиоэкологические исследования и отбор спилов деревьев на значительном расстоянии.

В пятой главе «Проявленность предприятий ядерного топливного цикла (ПЯТЦ) в геохимических особенностях годовых колец деревьев» дается обоснование четвертого защищаемого положения.

Четвертое защищаемое положение: В зонах влияния предприятий ядерного топливного цикла наблюдается отчетливое локальное хроническое накопление делящихся элементов в древесине с превышением первоначального доядерного уровня накопления в 3-5 раз, а характер их распределения характеризуется крайней неравномерностью.

Особенности распределения треков от осколков деления радионуклидов в годовых кольцах деревьев, расположенных в северо-восточном секторе влияния Сибирского химического комбината (СХК), показаны на рисунке 8 (5 км от реактора, д. Георгиевка). Как видно из графиков, характер накопления делящихся элементов в годовых кольцах деревьев крайне неоднородный по всему стволу дерева. Отмечается устойчивая тенденция увеличения плотности треков от годового кольца, соответствующего 1940 году (40 треков/мм2) до 160 треков/мм2 в годовом кольце 1995 года, что соответствует эквивалентному содержанию урана 0,06 и 0,21 мг/кг соответственно; т.е. наблюдается повышение содержания в 3,5 раза. Этот высокий уровень накопления делящихся элементов сохраняется в годовых кольцах из района с. Георгиевка, в которых плотность треков от осколков деления ядер колеблется от 90 до 185 треков/мм2, что соответствует эквивалентному содержанию урана 0,11 и 0,28мг/кг.

В районах расположения ПЯТЦ уровень накопления имеет устойчивую тенденцию к увеличению, что свидетельствует о постоянном поступлении делящихся элементов в окружающую среду и принципиально отличает динамику накопления делящихся элементов по сравнению с фоновыми районами (рис. 9). Об этом свидетельствуют данные по сравнительному анализу уровня накопления делящихся элементов в годовых кольцах срезов деревьев, расположенных в разных секторах воздействия СХК (рис. 8). Так, до 1960 года практически не устанавливаются различия в уровнях накопления делящихся элементов в годовых кольцах хвойных деревьев и, более того, в интервалах времени 1948-1960 гг., уровень их накопления, за счет глобальных выпадений от испытаний ядерного оружия в атмосфере, в секторе вне зоны влияния СХК более высокий. Начиная с 1960-1963 годов, картина принципиально изменяется. Уровень накопления делящихся элементов в годовых срезах деревьев вне сектора влияния СХК остается на среднем глобальном уровне, тогда как в секторе постоянного влияния СХК, концентрация делящихся элементов, судя по плотности треков от осколков деления, увеличилась более чем в 2 раза. Это, на наш взгляд, объясняется тем, что, начиная с 1961 года, на СХК начинают работать на полную мощность все пять промышленных реакторов по производству плутония, а также все другие производства

ядерно-топливного цикла, что приводит к хроническому поступлению делящихся элементов в природную среду в тех или иных количествах.

Особенности распределения треков от осколков деления радионуклидов в годовых кольцах деревьев, расположенных в секторе влияния Ангарского электролизного химического комбината (АЭХК), показаны на рис. 10. Анализ кривых распределения треков от осколков деления в срезах этих деревьев, находящихся на различных расстояниях от АЭХК, свидетельствует о том, что наблюдается уверенное нарастание плотности треков, начиная с конца 70 годов, т. е. с момента увеличения проектной мощности в 2 раза. При этом достаточно хорошо выделились две группы срезов сосен. Первая группа включает в себя срезы деревьев с района пром. площадки АЭХК и района, находящегося в 4-х км на юго-восток, тогда как вторая группа образована срезами деревьев, находящихся в 11 км на ЮВ и в 3 км на Запад.

Эти группы характеризуют как разную степень техногенного воздействия, находясь на различных расстояниях и направлениях от источника воздействия, так и, возможно, разный геологический субстрат, определяющий первоначальный доядерный уровень

концентрации изотопа урана -235.

Плотность треков от осколков деления U-235 в годовых кольцах сосны из района пром. площадки в доядерный период развития человеческой цивилизации составляло около 100 треков/мм2, что соответствует содержанию урана 0,14 мг/кг. Это несколько выше, чем ранее нами установлено для деревьев из других районов, что, по-видимому, отражает специфику геологического строения данного региона.

Временной период с 1979 по 1998 гг. характеризуется резким увеличением количества треков от осколков индуцированного деления до 160 треков/мм2, что соответствует концентрации эквивалентного урана 0,22 мг/кг.

Следует отметить, что, начиная с 1992 -1993 гг., плотность треков от осколков деления в годовых срезах дерева, отобранного из района промышленной площадки, имеет устойчивую динамику к снижению, которая отражает уменьшение производительности комбината относительно его первоначальной мощности. Аналогичная тенденция, начиная с 1996-1997 гг., отмечается и по срезу, отобранному в 3-х км западнее предприятия. Тогда как в срезах других деревьев этого не наблюдается. Объясняется это особенностями летучести гексафторида урана.

Характер распределения треков от осколков деления трансурановых элементов и урана по годовым срезам дерева из района Чернобыльской Атомной электростанции (ЧАЭС) (Народичи, 50 км от ЧАЭС) приведен на рис. 11. Исследование данного среза показало, что кольцо 1986 года не содержит аномально высоких концентраций делящихся элементов. Их максимальные содержания приходятся на кольца поздних периодов, что может быть связано с их перераспределением во время роста дерева (авария на ЧАЭС произошла в апреле месяце). Аналогичное биогеохимическое перераспределение в древесине колец деревьев отмечено и для Pu, Sr90 (J.P. Garrec и др., 1995; М.Г. Бузынный и др., 1996). Этот вопрос требует специального изучения.

На территории Красноярского края, в районе воздействия горно-химического комбината (ГХК), в качестве эксперимента, изучены несколько срезов деревьев разного вида (береза, сосна, ива.). В связи с этим, сравнивать полученные результаты между собой не корректно, так как для каждого вида дерева характерен свой тип накопления микроэлементов (в том числе и делящихся). Для получения достоверных результатов рекомендуется проводить отбор деревьев одного вида (преимущественно, сосна).

Какого-либо ядерного проявления от Красноярского ГХК в годовых кольцах деревьев не обнаружено. Вероятно, это может объясняться тем, что на ГХК используется принципиально иная система сброса радиоактивных образований: материал из барбатёра сбрасывается по системе трубопроводов в р. Енисей и только незначительная часть радиоактивных аэрозолей выбрасывается в атмосферу.

Основные результаты и выводы по работе.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.