Размер шрифта

A
A

Межстрочный интервал

A
A

Цвет

A
A

Ученые ЮФУ держат на контроле уровень радиации в Ростовской области

19.11.2015

Заведующая лабораторией радиоэкологических исследований отдела аналитического приборостроения НИИ физики Южного федерального университета, доцент, кандидат химических наук Елена Бураева проводит научные исследования в области радиационной экологии и радиационной безопасности человека и окружающей среды. Также, часть работ Елены Бураевой посвящена совершенствованию методик определения радиоактивных элементов (радионуклидов) в различных объектах (почвы, растительность, донные отложения).

Для определения радионуклидов в природных объектах наиболее широко используется гамма-спектрометрический метод радионуклидного анализа. Этот метод применяется во многих лабораториях радиационного контроля, как в научных исследованиях, так и рядовых измерениях (например, при сертифцировании строительных материалов).

В природе существуют элементы со стабильными и радиоактивными ядрами. У многих стабильных элементов есть изотопы, т.е. элементы  с разной массой ядра. Например, водород с массовым числом один (1H) - протий, изотоп водорода с массовым числом 2 (2H) – дейтерий (D), водород с массовым числом 3 (3H) – тритий (T). Тритий – радиоактивный изотоп. Для изотопов свинца: 206Pb и 208Pb – стабильные изотопы; 210Pb, 212Pb, 214Pb – являются радиоактивными изотопами свинца. Так вот, радионуклиды – это химические элементы (или их изотопы), ядра которых претерпевают какие-либо виды распада: альфа-, бета- распады или испускают гамма-кванты (электромагнитное излучение).

В санитарных нормативах РФ и Международного агентства по атомной энергетике (МАГАТЭ) регламентируется содержание радиоактивных элементов в питьевой воде, продуктах питания, воздухе, зданиях, на территориях застройки. Превышение нормированного содержания таких элементов  может привести к различным заболеваниям. Например, превышение нормированного содержания радона (радиоактивный инертный газ без цвета и запаха) в жилых помещениях может привести к увеличению заболеваемости раком легких. Определить его можно только с помощью специальной аппаратуры – радиометров радона.

На протяжении 16 лет, начиная с 2000 года, Елена Бураева вместе со своими сотрудниками, студентами и аспирантами организует радиоэкологические экспедиции в зону наблюдения Ростовской АЭС для измерения радиоактивного фона (мощности эквивалентной дозы гамма-излучения, МЭД), отбора почвенных и растительных проб. В лабораториях во всех отобранных пробах ученые определяют удельную активность радионуклидов (т.е. количество актов распадов ядер в единицу времени в веществе).

Лаборатория оснащена современной аппаратурой для проведения таких исследований. Работает аспирационная станция с фильтровентиляционной установкой для отбора проб атмосферных аэрозолей. Имеются гамма-спектрометры в низкофоровой пассивной защите с полупроводниковыми GeHP детекторами (Ortec, Canberra), радиометры радона, дозиметры-радиометры (с блоками детектирования гамма, альфа-, бета- и нейтронного излучения). На кафедре технической физики физического факультета функционирует учебно-научная лаборатория радиоэкологических исследований.

По литературным данным, средний мировой фон на Земле составляет примерно 0,1 микрозиверта в час (мкЗв/ч). В России повышенным фоном считается доза, превышающая 0,3 мкЗв/ч. В зонах с повышенным гамма-фоном запрещается строительство зданий без использования материалов и конструкций, снижающих воздействие природного фона на организм человека.

– В высокогорных территориях фон оценивается в 1 микрозиверт в час, однако люди там строят дома и спокойно живут, – отмечает Елена Анатольевна. – А все дело в том, что в человеке уже от рождения заложен так называемый биогенный радионуклид – углерод (C) 14. Он встроен в структуру ткани человека. Человек – существо-то углеродистое! В процессе жизни человека или какого-либо животного с пищей и воздухом в его организм попадают радиоактивные элементы. С помощью радиоуглеродного метода стала возможной датировка биологических объектов. Ведь по тому, сколько осталось углерода в живом организме, специалисты (археологи, криминалисты и др.) могут судить о возрасте биологического объекта и тем самым определить время, когда он погиб.

Касаясь вопроса, что является источниками радиоактивного излучения, Елена Бураева объясняет:

– Все радиоактивные элементы известные человечеству делятся на природные (космогенные и земные) и искусственные. Космогенные  образуются в верхних слоях атмосферы в результате ядерных реакций под воздействием  космического излучения, солнечной радиации на ядрах азота, кислорода, и воздушными потоками переносится вниз на Землю. Человек живет под влиянием космогенных радионуклидов, живет с ними тысячелетиями и повлиять на них никак не может. Чем выше живет человек в горах, тем больше влияние космогенной составляющей в природном фоне.

Земные радионуклиды формируют природный фон Земли, в котором мы живем.  Самыми радиоактивными породами считаются изверженные (граниты), менее – осадочные породы (пески, известняки). Чем глубже в земле залегает порода, тем она более радиоактивна. Глины, например, используют как сорбент для очистки воды, воздуха. Искусственные радионуклиды появились после того, как человечество осуществило цепную реакцию деления ядер урана и плутония в ядерных реакторах и при испытаниях ядерного оружия.

В настоящее время Елена Бураева занимается изучением особенностей распределения искусственного радионуклида цезия-137 (137Cs) в основных типах почв степной части юга России. Кстати, недавняя работа именно по этой тематике у Елены Бураевой с соавторами опубликована в международном высокорейтинговом журнале Geoderma (пятилетний импакт-фактор этого журнала 3,524). В 2011-2015 гг сотрудниками лаборатории и кафедры технической физики опубликовано 135 статей в научных журналах, индексируемых в Web of Science и Scopus, в том числе в журналах с высоким импакт-фактором:  Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Physical Review и др.. За последние пять лет принимали участие в выполнении научно-исследовательских проектов при финансовой поддержке грантов РФФИ, ФЦП и госконтрактов Минобрнауки.

– Цезий (137Cs) – это искусственный радионуклид, период распада которого составляет 30 лет. Он в больших количествах стал поступать в окружающую среду в результате испытания ядерного оружия. Им был загрязнен весь земной шар. Радиоцезий, поступавший в окружающую среду в результате испытаний ядерного оружия, еще называют «глобальным цезием». Также глобальный выброс цезия произошел в результате аварии на Чернобыльской атомной станции в 1986 году. Этот цезий условно получил название «чернобыльский». А вот после крупной радиационной аварии на АЭС Фукусима-1, случившейся 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами, глобального загрязнения всей Земли не произошло. Наибольшему радиоактивному загрязнению подверглась территория радиусом 30 км от Фукусимской АЭС (жителям было предложено покинуть эту территорию), а в радиусе 80 км – соблюдать различные меры предосторожности – поясняет Елена Анатольевна.    

Лаборатория университета в 1999-2000 годах участвовала в мониторинге нулевого фона Ростовской АЭС, то есть в предпусковом мониторинге, и потом ещё несколько сотрудников выполняли функции независимых экспертов и дублировали мониторинговые функции в структуре Ростовской АЭС. В рамках этой работы студенты проходят практику: учатся отбирать пробы почвы, воды, делать замеры гамма-фона. Вместе с Информационным центром по атомной энергии вот уже три года проводится экотур «Занимательная радиоэкология», в рамках которого читаются лекции школьникам и студентам Волгодонска по радиоэкологии. В целом можно с уверенностью констатировать, что в почвах зоны наблюдения Ростовской АЭС полное содержание радиоцезия только уменьшается. Экологическая безопасность Ростовской АЭС гарантируется продуманным выбором места размещения станции с учетом всех технических, природных и социально-экономических условий региона. Пуск энергоблоков атомной станции не повлияет на природные экосистемы, почвенный покров, водные, земельные и биологические ресурсы и – самое главное – не окажет вредного воздействия на здоровье людей.

 Материалы подготовила Александра Мокина