Реферат по предмету "Экология"


Некоторые аспекты накопления 90Sr и 90Y в березовом соке

Некоторые
аспекты накопления 90Sr и 90Y в березовом соке

к.с-х.н. Переволоцкий А.Н., к.с-х.н. Булавик И.М., Диденко Л.Г.

Радионуклиды в
экологических исследованиях часто используются в качестве метки, с помощью
которой удобно отслеживать движение их химических и изотопных аналогов. Так, 137Cs
отражает миграцию калия и стабильного цезия, 90Sr v кальция и
стабильного стронция. Поэтому изучение перераспределения искусственных
радионуклидов в экосистемах имеет важное значение для более глубокого понимания
механизмов функционирования природных сообществ.

В данном
аспекте удобным объектом исследования корневого поступления радионуклидов для
березы обыкновенной является ее сок в период интенсивного весеннего
сокодвижения. В его составе находятся не только сахара и аминокислоты,
запасенные в предыдущий вегетационный период, но и минеральные и органические
соединения, поступившие из почвы. Именно это и позволяет оценить корневую
доступность широкого спектра веществ. Однако, если концентрация основных
минеральных элементов, имеющих биогенное значение, в соке изучена в достаточной
степени /1-3/, то для радионуклидов подобные исследования начали проводится
только в последние годы и связано это с радиоактивным загрязнением окружающей
среды в результате аварии на ЧАЭС. Причем, при довольно подробном изучении
закономерностей корневого поступления 137Сs в березовый сок /4-6/,
эти вопросы для 90Sr и для его дочернего радионуклида - 90Y
практически не изучены. Поэтому целью данного исследования являлось изучение
особенностей накопления радионуклидов 90Sr и 90Y в
березовом соке.
Объекты и
методика исследований

Исследования
проводились на стационарных опытных объектах сектора радиологии леса Института
леса НАНБ в дальней зоне радиоактивного загрязнения в кв.340 Добрушского
лесничества Гомелского лесохоза и кв.168 Ветковского лесничества Ветковского
спецлесхоза (170 км северо-западнее ЧАЭС). Сосново-березовые насаждения на
пробных площадях относятся к мшистому типу леса, их возраст составляет 40-60
лет. Радиометрический анализ почвы показал, что поверхностная активность 90Sr
в пределах указанных кварталов составляла 24-41 кБк/м2.

На каждой
пробной площади подсачивалось 3-5 деревьев. При подсочке в каждом из них
специальным буравом в комлевой части просверливалось отверстие диаметром 1,5 см
и на глубину 1 см непосредственно под которым закреплялся металлический
желобок. В месте отбора прикреплялся полиэтиленовый пакет, что позволило до минимума
сократить привнесение радиоактивности извне. Длительность отбора одной пробы
составляла около 1 суток и за это время объем заготовленного сока составлял 2-3
литра. После завершения отбора пробы подкислялись, переливались в
полиэтиленовые емкости и доставлялись в лабораторию. В кв. 168 отбор был
произведен 8 апреля, а в кв. 340 - 13 апреля.

Определения
объемной концентрации радионуклидов в березовом соке производилось -радиометром
EL-1311 ?Атомтех¦. Для исследования спектров излучения в данном приборе
используется планарный детектор типа ?Фосвич¦, состоящий из пластикового
сцинтиллятора мм для
регистрации -излучения и
неорганического сцинтиллятора СsI(Tl) мм для
исследования спектра -излучения.
Определение концентрации 90Sr проводится методами -радиометрии
по излучению дочернего 90Y, причем предполагается наличие
радиоактивного равновесия между материнским и дочерним радионуклидами в
исследуемой пробе /7/. В качестве выходного параметра программное обеспечение
радиометра приводит величину суммарной объемной b -активности по смеси 90Sr+90Y.
Приборная эффективность регистрации 90Sr и 90Y составляет
5,1 х 10-3 л х Бк-1 х с-1/7/. Измерение проб
проводилось в стандартных 200 мл сосудах. Время измерения каждой пробы
составляло 40-60 минут.
Результаты и
обсуждение

При проведении
повторных радиометрических анализов проб березового сока, отобранных в кв. 168
8 апреля, было замечено, что суммарная объемная активность 90Sr+90Y
в них снизилась от 195-240 Бк/л до 105-151 Бк/л примерно за трое суток
(табл.1). Схожий характер уменьшения объемной концентрации указанных
радионуклидов был зафиксирован и на 10 других опытных объектах в Ветковском и
Гомельском лесхозах, где нами проводятся многолетние мониторинговые
исследования за накоплением радионуклидов в березовом соке. Причиной этого
явления, по нашему мнению, могло быть нарушение в березовом соке радиоактивного
равновесия между 90Sr и 90Y в пользу дочернего
радионуклида. Для подтверждения этой гипотезы и установления временных
параметров изменения объемной активности был проведен специальный эксперимент,
при котором пробы сока, отобранные в кв.340, подвергались радиометрическому
анализу в течение месяца. Первоначально измерения проводились ровно через
сутки, а после 18 апреля через двое-трое суток. Сроки между измерениями и их
результаты приведены в табл. 1.

Согласно
данным, приведенным в таблице 1, суммарная объемная активность 90Sr+90Y
в березовом соке из кв. 340 через 10 часов после отбора проб составляла 200-280
Бк/л. Оценивая временную динамику объемной концентрации радионуклидов, нетрудно
заметить во всех пробах монотонное снижение этого показателя с последующим
выходом на плато при 45-50 Бк/л по истечению 200-250 часов после отбора пробы.
При этом наиболее интенсивно объемная активность уменьшается в первые трое
суток.

Очевидно, что
выявленное уменьшение объемной активности 90Sr+90Y в
березовом соке при указанных в методике особенностях измерении данным прибором,
может быть определено как раз нарушением радиоактивного равновесия между этими
генетически связанными радионуклидами в сторону дочернего радионуклида. В
противном случае возможны были бы два варианта:

объемная
активность не претерпевала никаких изменений во времени. Этому случаю
соответствовало бы поступление обоих радионуклидов из почвы в березовый сок в
равных количествах;

объемная
активность увеличивалась во времени с последующим выходом на плато. Этому
случаю соответствует более интенсивное поступление 90Sr в березовый
сок из почвы по сравнению с 90Y. В дальнейшем, по мере распада
материнского радионуклида, количество дочернего будет возрастать до
установления состояния радиоактивного равновесия между ними. Подобное
увеличение могло быть зафиксировано радиометром при измерении одних и тех же
пробы в течение длительного времени.

Можно
предположить, что корневое поступление генетически связанных 90Sr и 90Y
в березу происходит по различным закономерностям, из-за чего радиоиттрий
поступает более интенсивно, чем радиостронций. Поэтому, непосредственно после
отбора объемная -активность
березового сока максимальна. В дальнейшем, происходит радиоактивный распад
?избыточно¦ поступившего 90Y и концентрация уменьшается до тех пор,
пока между материнским и дочерним радионуклидами не установится состояние
радиоактивного равновесия.

Фактически,
задача сводится к классическому в ядерной физике случаю исследования динамики
объемной активности смеси материнского и дочернего радионуклидов, для которой
характерно смещение радиоактивного равновесия в сторону последнего. Для более
точного определения соотношения радионуклидов на момент отбора, позволяющего
оценить уровни их поступления в березовый сок, динамика объемной активности для
радиоиттрия была смоделирована математически:

ActY = Ac0Yexp(-0.693  t / T)+ Ac0Sr[1-exp(-0.693
t/T)], (1)

где

ActY
v объемная -активность 90Y
в березовом соке в момент времени t;

Ac0Y
v объемная -активность 90Y
в березовом соке в момент начала отбора;

Ac0Sr
- объемная -активность 90Sr
в березовом соке в момент начала отбора, но учитывая большой период полураспада
радиостронция, ее можно принять постоянной в течение 720 часов измерений на
протяжении всего эксперимента;

t v время в
часах с начала отбора сока;

T v период
полураспада радиоиттрия в часах (64 часов).

Данное
уравнение состоит из слагаемых, отражающих прохождение двух разновекторных
процессов. Первый член соответствует радиоактивному распаду ?избыточно¦
поступившего в сок (по отношению к материнскому 90Sr) дочернего 90Y,
второй v накоплению радиоиттрия, вызванного распадом материнского радиоизотопа.

Нетрудно
заметить, что при времени t значительно меньшем за период полураспада
материнского радионуклида этот случай подвижного равновесия можно рассматривать
как вековое равновесие. Необходимыми условиями при этом является соблюдение отношений
постоянных распада мат


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.