Основи_радіобіології_та_радіоекології

3. Встановити режим роботи кнопкою 3. У нижній паз будиночка встановити кювету з бідистильованою водою і провести п’ять вимірів

швидкості обрахунку фону Nф . Обчислити середнє значення швидкості

обрахунку фону N ф , с–1. Фон визначають протягом робочого дня через кожні 1,5-2 год. роботи.

4. Помістити в будиночок кювету з досліджуваною пробою, заповненою до країв, і провести п’ять вимірів швидкості обрахунку в одному

зрежимів роботи: 3, 4, 5, 6. Визначити середню швидкість обрахунку N пр ,с–1.

4.Розрахувати об’ємну і питому активність за формулою:

де N пр – середня швидкість обрахунку, обумовлена випромінюванням проби і фону, імп/с;

N ф – середня швидкість обрахунку фону, імп/с;

S p – коефіцієнт чутливості приладу, визначений при його атестації або повірці.

Лабораторна робота 9. Експресне визначення за γ-випроміненням радіонуклідів цезію у воді, ґрунті, продуктах харчування та сільськогосподарській продукції на радіометрі РУБ-01-П6

Порядок роботи

1.Ввімкнути радіометр в електричну мережу та витримати його ввімкнутим протягом 15 хв.

2.Встановити коефіцієнт нормування Кнорм. 1, для чого на кодовому перемикачі встановити комбінацію цифр 1, 00000.

3.Натиснути кнопку “РЕЖИМ”, при цьому послідовно повинні висвітлюватись світловоди “ОСН”, “К”, “УИ”. В момент висвітлення світловоду “УИ” відпустити кнопку. При цьому з періодичністю 13 с буде вмикатися короткий звуковий сигнал, вимикатися і через 0,2 с знову

висвітлюватись світловод _____, а на цифровому табло висвітлюватиметься число (4,85 + 0,05) с-1, яке вказує на нормальну роботу вимірювального пристрою.

4.Кнопкою % , встановити статистичну похибку одиничного виміру, що дорівнює 6%.

5.Встановити коефіцієнт нормування, рекомендований заводомвиготовлювачем для даного періоду часу, який складає для сосуду Марінеллі 28, а для чашки Дента – 22.

6.Кодовий перемикач “ФОН” необхідно перевести в нульову позицію. Комбінація цифр на кодовому перемикачі буде 2,81000 або 2,21000.

201

7.Виміряти інтенсивність підрахунку імпульсів струму від фону, Nф. При вимірюванні фону в свинцевий будиночок поставити порожню чисту вимірювальну кювету та встановити режим роботи “ОСН”. Визначити

середнє значення фону Nф за результатами 5 вимірювань, які висвітлюються на табло автоматично після звукового сигналу. При реєстрації показників звернути увагу на значення показника ступеню n в останньому розряді світлового табло. Піднести число до вказаного на табло ступеню.

8.Наповнити вимірювальну кювету пробою, що досліджується, визначити масу проби в кг (m, кг) та помістити її в свинцевий будиночок. Кнопкою “РЕЖИМ” показники на табло вивести на нулі та знову встановити режим роботи “ОСН”. Провести вимірювання інтенсивності рахунку імпульсів

струму, що зумовлена даною пробою та фоном, Nп + ф. Визначити середнє значення Nп + ф за результатами 5 вимірювань.

9.Обчислити значення визначеної питомої активності, Бк/кг за формулою:

Задача.

Визначити вміст 137Cs в білих грибах та придатність їх до вживання згідно ДР-97 урожаю 1991 р., місце збору – с. Христинівка Народицького району Житомирської області. Маса зразка 15 г.

Порядок роботи 1. Вимірюємо γ-фон та активність проби з фоном.

2. Активність вимірюваного зразку розраховуємо за формулою:

Визначаємо придатність виміряного продукту до вживання згідно ДР-2006 (табл. 5). Для чого отриманий результат ділимо на значення допустимого рівня для даного продукту. Якщо отриманий результат нижче за значення допустимого рівня, то ділення виконуємо навпаки.

202

Лабораторна робота 10. Визначення вмісту 137Cs в організмі людини радіометром РУБ-01-П-6

Порядок роботи

1.Ввімкнути радіометр в електричну мережу та витримати його ввімкнутим протягом 15 хв.

2.Встановити коефіцієнт нормування 1, для чого на кодовому перемикачі встановити комбінацію цифр 1, 00000.

3.Натиснути кнопку “РЕЖИМ”, при цьому послідовно повинні висвітлюватись світловоди “ОСН”, “К”, “УИ”. В момент висвітлення світловоду “УИ” відпустити кнопку. При цьому з періодичністю 13 с буде вмикатися короткий звуковий сигнал, вимикатися і через 0,2 с

знову висвітлюватись світловод _____, а на цифровому табло висвітлюватиметься число (4,85 + 0,05) с-1, яке вказує на нормальну роботу вимірювального пристрою.

4.Кнопкою % , встановити статистичну похибку одиничного виміру, що дорівнює 6%.

5.Розмістити детектор на місці, де буде проводитись вимірювання імпульсів від людини.

Порядок проведення вимірювання та розрахунків

1.Проводимо 10 замірів фону Nф та визначаємо середнє арифметичне. Якщо на табло висвітлюється цифра 0,65 в ступені 2 читається як 65, а якщо 4,95 в ступені 1 – читається як 49,5.

2.Проводимо 5 замірів показників приладу від людини Nл та визначаємо середнє арифметичне.

3.Величина інкорпорованої активності визначається за формулою:

А = (Nлюд – Nф · Кекр) · Кгр = нКі/організм Кекр та Кгр - знаходимо в таблиці 38.

Зразок: А = (52 – 66,4 · 0,75) · 13,4 = (52 – 49,8) · 13,4 = 29,48 = 29,5 нКі/організм

203

Фактично: А =

38. Значення перерахункових коефіцієнтів в залежності від маси обстежуваного

4. Переводимо цей показник в одиницю системи СІ Бекерель. Для чого отриманий результат множимо на 37 (1 нКі = 37 Бк):

Зразок: 29,5 · 37 = 1091,5 Бк/організм

Фактично:

5. Для визначення добового надходження на плато отриманий показник ділиться на 80, тому що при довготривалому надходженні радіонукліду 137Cs через 3 ефективних періоди піввиведення його з організму (в середньому 300 діб) в організмі встановлюється рівновага між надходженням з раціоном та вмістом його в організмі. За цей період кратність накопичення становить 80, тобто в організмі накопичується 137Cs у 80 разів більше, ніж надходить з раціоном.

Зразок: 1091,5 : 80 = 13,7 Бк/добу

Фактично:

Згідно „Норм радіаційної безпеки” (НРБ) допустиме надходження 137Cs

вдобовому раціоні становить 137 Бк.

6.Для визначення дози внутрішнього опромінення за рік 137Cs використовуємо дані “Довідника з радіаційної безпеки” (М.Ф. Козлов, 1987),

204

де вказано, що при надходженні з раціоном 37000 Бк 137Cs еквівалентна доза за рік становить 21 сЗв. Складаємо пропорцію.:

Згідно НРБУ-97 допустимий ліміт дози для осіб категорії В становить 1 мЗв, або 0,1 сЗв.

Лабораторна робота 11. Визначення забруднення території 137Cs за допомогою радіометра РУБ-01-П6

Порядок роботи

Підготовку радіометра до роботи проводимо аналогічно лабораторній роботі 10.

1.Висушений грунт розтерти, просіяти через сито та заповнити ним сосуд Марінеллі.

2.Визначити масу зразка ґрунту шляхом зважування на аналітичних терезах.

3.Визначити об’ємну масу 1 см3 ґрунту.

4.Виміряти показники фону та проби з фоном аналогічно лабораторній роботі 10.

5.Розрахунки забруднення грунту провести за формулою аналогічно лабораторній роботі 10.

Зразок. Маса грунту 1305 г. Nф – 75 імп. Nпр+ф – 1155 імп.

1.Визначаємо питому масу 1 см3 грунту, для чого отриману масу ділимо на об’єм (1 л = 1000 см3): 1305 г : 1000 см3 = 1,305 г/см3 = 1,3 г/см3

2.Визначаємо вміст 137Cs на 1 м2, якщо товщина забрудненого шару становила 23 см.

а) вираховуємо масу забрудненого шару, для чого перемножуємо

показники площі грунту, товщини шару і об’ємної маси: 100 см х 100 см х 23

см х 1,3 г/см3 = 299000 г = 299 кг

б) знаходимо вміст 137Cs на 1 м2, для чого забруднення 1 кг множимо на визначену масу грунту: 827,6 Бк/кг х 299 кг = 247452,4 Бк = 247,45 кБк

3.Визначаємо забруднення території в Кі/км2, для чого ділимо

отримане забруднення на забруднення при 1 Кі (1 Кі/км2 = 37 кБк/м2): 247,45 кБк/м2 : 37 кБк/м2 = 6,7 Кі/км2

205

Лабораторна робота 12: Прижиттєве визначення вмісту 137Cs в м’язовій тканині сільськогосподарських тварин за допомогою гамма-спектрометру СУГ-1М

Порядок роботи

1. Встановлюють блок детектування (БД) у положення, що відповідає параметрам тварини за висотою та утримують його протягом

вимірювання. Натискують ВВОД, на дисплеї виникає напис : ИЗМЕРЕНИЕ ФОНА ЖИВОТНЫЕ ВРЕМЯ ИЗМЕРЕНИЯ

0:00:00

0± 0 Бк/кг починається процес вимірювання фону - через кожні 20 секунд на дисплеї

відбражається час, що пройшов з початку вимірювання, і вимірюване значення фону із абсолютною похибкою. Вимірювання фону продовжують поки величина похибки вимірювання не досягне значення менш ніж ± 40 Бк/кг, після чого натискують кнопку СБРОС. Приблизно через 20 секунд вимірювання фону припиняється і в лівому верхньому куті дисплею виникає символ «о».

2. Якщо у цьому місці вже проводилось вимірювання фону, то його значення вводять за допомогою кнопок ←, →, ↑, i ↓ натискують СБРОС, на

дисплеї виникає напис:

НОМЕР ИЗМЕРЕНИЯ ? XX

3.За допомогою кнопок ↑, i ↓ вводять вагу тварини, яку визначають шляхом зважування, або експертно. Вагу обирають із дискретного ряду:

45-60-75-100-150-200-250-300-350-400^50-500-550-600 кг.

4.Для визначення питомої активності 137Cs у м’язових тканинах тварини встановлюють БД щільно до стегнової частини тварини та

натискують кнопку ВВОД.

На дисплеї виникає напис: ИЗМЕРЕНИЕ ЖИВОТНЫЕ

УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ЦЕЗИЯ-1З7, БК/КГ ВРЕМЯ ИЗМЕРЕНИЯ:

.0:00:00 ДР-97-2006

Набір імпульсів супроводжується звуковими сигналами, частота яких пропорційна кількості зареєстрованих імпульсів;

3.5. Через час, який не перевищує 100 с (після досягнення необхідної величини похибки), натискують кнопку СБРОС, вимірювання припиняєтся, про що свідчить звуковий сигнал, і на дисплеї виникає значення питомої активності 137Cs в Бк/кг із абсолютною похибкою. Якщо сума вимірюваної активності та абсолютної похибки вимірювання не перевищує 200 Бк/кг (згідно до ДР-2006) на дисплеї виникає запис ЧИСТО, якщо перевищує - запис ГРЯЗНО.

206

3.6. Для перегляду енергетичного спектру натискують кнопку СБРОС. Маркер має знаходитись в каналі, що відповідає центру фотопіку. Якщо фотопік змістився, за допомогою кнопок ←, →, ↑, i ↓ повертають його до центру фотопіку та натискують кнопку ВВОД. У правому верхньому куті буде відображено уточнене значення питомої активності. Натискують кнопку СБРОС після чого виникає запит:

СОХРАНИТЬ СПЕКТР XXX?

Натискуванням кнопки ВВОД спектр зберігається у флеш-пам’яті, натискуванням кнопки СБРОС спектр знищується. Після натискування будьяких з цих кнопок прилад переходить до нового виміру - на дисплеї виникає запис:

НОМЕР ИЗМЕРЕНИЯ ? XX

Номер вимірювання зростає на одиницю після кожного збереження попереднього спектру. Якщо розгляд спектру не є необхідним, після закінчення вимірювання і запису значення питомої активності, натискують кнопку ВВОД.

207

3. СИТУАЦІЙНІ ЗАДАЧІ З ПРОГНОЗУВАННЯ ЗАБРУДНЕННЯ ПРОДУКЦІЇ РОСЛИННИЦТВА, ТВАРИННИЦТВА ТА ЛІСОКОРИСТУВАННЯ

3.1. Прогнозування забруднення продукції рослинництва

Зразок: Визначити вміст 137Cs в зерні вівса, придатність його до використання та можливі заходи по зниженню надходження радіонукліду в рослини на дерновопідзолистих ґрунтах зі ступенем забруднення 1350 Бк/кг. Питома маса ґрунту 1,3 г/см3, товщина забрудненого шару 25 см, вміст калію 2 мг/100 г.

Варіант власного завдання визначається за таблицею 39.

Рішення: 1. Вираховуємо масу забрудненого шару грунту на 1 м2 для чого перемножуємо показники площі грунту, товщини шару і об’ємної маси:

100 см × 100 см × 25 см × 1,3 г/см3 = 325000 г = 325 кг

2. Знаходимо вміст 137Cs на 1 м2, для чого забруднення 1 кг множимо на визначену масу грунту: 1350 Бк/кг × 325 кг = 438750 Бк/м2 = 438,8 кБк/м2

3. Визначаємо забруднення території в Кі/км2, для чого ділимо отримане забруднення на забруднення при 1 Кі (1 Кі/км2 = 37 кБк/м2):

438,8 кБк/м2 : 37 кБк/м2 = 11,85 Кі/км2

4.Знаходимо коефіцієнт переходу 137Cs в зерно вівса на дерново-підзолистих

ґрунтах при вмісті калію 2 мг/100 г (таблиця 40). Він становить 57 Бк/кг при щільності забруднення 1 Кі/км2

5.Визначаємо забруднення зерна вівса, для чого отримане забруднення території

5,48 Кі/км2 множимо на знайдений коефіцієнт для 1 Кі: 11,85 × 57 Бк/кг = 675,5 Бк/кг.

6.Визначаємо придатність отриманої продукції, для чого у таблиці 5 знаходимо допустимий рівень забруднення за 137Сs згідно ДР-2006. Для продовольчого зерна він складає 50 Бк/кг.

Отже, перший висновок: продукція непридатна для використання, так як її забруднення за 137Сs перевищує допустимий рівень у 13,5 рази (675,5 Бк/кг : 50 Бк/кг =

13,5).

Далі розпочинаємо дії щодо можливого використання угіддя для вирощування вівса чи іншої продукції, яка б відповідала вимогам ДР-2006.

7.Визначаємо необхідний коефіцієнт переходу для отримання придатної продукції, для чого коефіцієнт переходу 57 (Бк/кг)/Кі/км2 ділимо на 13,5: 57 : 13,5 = 4,2.

8.Знаходимо у таблиці 40 в колонці для вівса таке або менше за нього значення коефіцієнту переходу при відповідному вмісті калію в грунті. Найменший коефіцієнт для вівса становить 5,7 навіть при максимальній кількості - 20 мг на 100 г калію.

Таким чином, другий висновок: отримати придатне зерно вівса для хліба і

хлібопродуктів у даній ситуації неможливо.

Одним з варіантів подальшого вирішення може бути підбір культури, близької за господарським значенням, але з меншим коефіцієнтом переходу 137Cs. Такою культурою може бути ячмінь.

9.У таблиці 40 знаходимо коефіцієнт переходу 137Cs в зерно ячменю на дерновопідзолистих грунтах при вмісті калію 2 мг на 100 г. Він становить 10 Бк/кг при 1 Кі/км2.

10.Визначаємо можливе забруднення зерна ячменю, для чого отримане забруднення території по 137Cs 11,85 Кі/км2 (пункт 3) множимо на коефіцієнт переходу для 1 Кі/км2 - 10 Бк/кг: 11,85 х 10 = 118,5 Бк/кг.

208

Отже, третій висновок: зерно ячменю теж непридатне для використання як продовольче, так як перевищує рівень забруднення за 137Cs у 2,4 рази (118,5 Бк/кг : 50

Бк/кг = 2,4).

11.Визначаємо необхідний коефіцієнт переходу для отримання придатного зерна, для чого коефіцієнт 10 (Бк/кг)/Кі/км2 ділимо на 2,4: 10 : 2,4 = 4,2.

12.Знаходимо (таблиця 40), при якому вмісті калію на дерново-підзолистих грунтах коефіцієнт переходу 137Cs в зерно ячменю буде становити 4,2 Бк/кг або менше. При вмісті калію 5 мг на 100 г коефіцієнт буде становити 4,1.

13.Визначаємо дефіцит калію в грунті, для чого від необхідних 5 мг віднімаємо 2 мг наявного в грунті калію за умовами задачі: 5 – 2 = 3 мг.

Відомо, що для підвищення вмісту калію на 1 мг у 100 г в орному шарі грунту необхідно внести 30 кг калійних добрив по діючій речовині.

14.Визначаємо необхідну кількість внесення калійних добрив по діючій речовині:

30 кг × 3 = 90 кг

15. Визначаємо прогнозоване забруднення зерна ячменю після внесення калійних добрив, для чого очікуваний коефіцієнт переходу 4,1 Бк/кг для 1 Кі/км2 множимо на

забруднення території - 11,85 Кі/км2 : 4,1 × 11,85 = 48,58 Бк/кг

Кінцевий висновок: на даній території можна отримати придатне зерно ячменю

після внесення 90 кг калійних добрив по діючій речовині; при цьому його забруднення по 137Cs буде в 1,03 рази нижче за допустимий рівень (50 : 48,58 = 1,03).

39. Варіанти ситуаційних задач для самостійного рішення студентами факультетів агробіологічного напрямку

209

210