Измервания на радиоактивността от Института Hahn m eitner след аварията в Чернобилския реактор -
1 pcgrscii? >/Април xjgoo Hai измервания на радиоактивност от Hah n-m eitner-l nstitute след аварията в Чернобилския реактор U. Behrend, P. Dulski, E. M. Friedland, D. Gawlik, K.-E. Киршфелд, П. Шуберт, К.-Х. Каменар
2 Въз основа на Hahn-Meitner-Institut (HMI-B) Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH публикува поредица от доклади, в които се съобщават резултатите от научните изследвания и развитието на института. Те могат да бъдат поискани от библиотеката на института. Докладите се включват в съответните бази данни на специализираните информационни центрове или се представят в печатните издания. Институт Хан Майтнер в Берлин. Всички права запазени. Доклади на Hahn-MeHner-lnstHute (HMI-B) Hahn-Meitner-Institute Berlin GmbH публикува поредица от доклади, в които се отчитат резултатите от изследванията. Докладите могат да бъдат изискани от библиотеката на института. Докладите се оповестяват в съответните бази данни на специалните информационни центрове, съответно абстрахирани в печатните издания. Институт Хан Майтнер в Берлин. Всички права запазени. Hahn-Mellner-lnstltut Berlin QmbH GlIenlcKer StrzBe O-1000 Berlin 39
3 Измервания на радиоактивността от Института Хан-Майтнер след аварията в Чернобилския реактор Автори: 0. Behrend P. Oulski E. M. Friedüand D. Gawlik K.-E. Киршфелд П. Шуберт К.Х. Steinmetz Редактор: K.H. Каменар
4 I N H A L T Страница 1. Въведение. ' Гореща програма HMI 4 3. Мониторирана среда, метод на измерване Локална доза, аерозоли, валежи. Повърхностно замърсяване Гама спектрометрия гама спектрометър, калибриране на спектрометъра Възможни систематични грешки Статистически грешки Граници на откриване Контролни измервания Резултати от мониторинг на околната среда Преглед на резултатите, въздух, вода, локална доза доза Специфични подробни резултати за нуклидите Въздух, дъжд, повърхностни води и пясък Замърсяване на почвата в град Берлин Резултати от Y - s P e> Инспекция на трометрична храна Инспекция на кърмата _ Специални измервания Резултати от измерване на проби от Източна Европа Hot-Partides 51
5 8 ПРИЛОЖЕНИЕ Страница индивидуални резултати, таблици: I Мляко 57 II Млечни продукти 61 III Зеленчуци, плодове VI IV Месо, риба 86 V Яйца 87 VI Кърма 88 VII Вода - 93 VIII Пясък, пръст, трева 94
Регистрирайте 9 Sv/h сигурно. Цялата система подлежи на задължително калибриране и се проверява ежегодно от отговорната служба за калибриране. 3.2.аерозоли Методът за измерване, описан по-долу wi
d се използва при рутинен мониторинг на околната среда за определяне на концентрацията на активност на изкуствените радионуклиди отделно от тази на естествените радиоактивни аерозоли. 5-ти
15 Таблица 1 Свойства на детектора № на детектора Геометрия Тип Относителна чувствителност * (%) 2 Пълен кристал 1 Пълнокристален чист германиев германий (Li) 3 дупка чист германий с половин ширина при: E = 1,33 MeV E = 122 kev (Co-60) (Co-57) (kev ) (kev) Съотношение на Fotopeak/Compton при E = 1,33 MeV сондажен германий (Li) 5 сондажен германий (Li) 6 сондажен германий (Li) 7 сондажен германий (Li) "*) Относителната чувствителност се определя като фотопика - Скорост на отчитане на Co-60 (1,33 MeV) хранене на проба от разстояние 25 cm в сравнение с 3 "x 3" NaJ детектор
16 Tebell & Ü falibner-flaktoreh rwefctor Vr. MeferfäjS kßlibrierfsldvr-for \ kälibneffsktor -for * 3? Dä (B-661,66 k &) -t 4L i. S, Sb-40
3, SS-40'I? 5 s Z 3 Ewjsdiale fharinelfi) If/IL 1 Riugaiiate fffarinei'li) f/asrtig fo
2 Коефициентът на калибриране без посока е идентичен с вероятността за откриване e. Дейността A е резултат от A = Zk/e-n, където Zfc е скоростта на броене във фотолинията, а n е вероятността за излъчване. 13
17 Таблица 3 Измервателни методи Детектор № Измервателен съд, екраниращ скорост на подземно броене до (ips) *) измерване на времето t ^ (s) граница на откриване активност за W l J (Bq) 1 бутилка прах бутилка прах бутилка прах бутилка пръстен бутилка пръстен бутилка прах бутилка пръстен купа бутилка прах, 50 мл бутилка прах 50 мл 100 mm стомана 150 mm оловна стена пода оловна стена етаж оловна стена под 50 mm 10 mm 50 mm 10 mm 50 mm 10 mm олово 100 mm олово 100 mm *) При E = 364,5 kev ih
3.5.5 Граници на откриване Границата на откриване на специфичната дейност се определя във всеки отделен случай от наличното количество проба, времето за измерване и фона на преброяване. Според формулата границата на откриване на специфичната активност се описва с: 3/T " ANWG =: ü [Bq/kg] или [Bq/1] n c H S
Това води до границите на откриване, изброени в раздел 3 за различните детектори, измерване на геометрията и времето за измерване. За задачата за бързо измерване (концентрация на активност J над или под 100 Bq/1 или 250 Bq/kg) на голям брой проби от храна, дадени през май, границите на откриване, които могат да бъдат постигнати със съответно кратките времена за измерване, са напълно достатъчни. Специфичното за нуклидите измерване на въздушния филтър, пробите от дъждовна вода и пясък се извършва на спектрометри 1 u. 2 (вж. Раздел 1). Границите на откриване, които могат да бъдат постигнати с тези спектрометри, са около 10 за време на измерване от 2 часа, в зависимост от нуклида
3 Bq/m за аерозоли (въздушен филтър), 1 Bq/1 за валежи и 10 Bq/kg за проби от пясък с обща точност на измерване по-добра от 20% контролно измерване Методът е за анализ на храните чрез сравнителни измервания на растителна проба върху всички измервателни пръти, използвани за опити на храни, описани тук Проверени са номера от 1 до 5. При различия в специфичната активност по-малко от 5%, се получи задоволително съгласие. Измервателните рангове 6 и 7, използвани за изследвания на кърмата, бяха сравнени с тези на кабинета за измерване на радиацията на Сенатора за градско развитие и опазване на околната среда, като се използва леко замърсена проба от мляко (25 Bq/1), при което статистическата грешка доведе до същите измерени стойности 17-ти
23 Таблица 4 Съотношение на изкуствените радиоактивни вещества в общата концентрация на активност за аерозоли във въздуха и валежите 1 1 Време 1 1: J- 131% въздух 1 Reger. Въздух CS -137% Общо изкуствено благословение I% Въздух Дъжд 1-90 y 4-90 y [3:! 4:, 09 5:, 08 6:, 005 Y_, 9 0,03 0,1 0,2 3 y 0,05 0,02 0,005 0,01 0,2 j 0,1 0,005 0,1 0,001 0,5 j 1 le не се връща на нула, тъй като в съда за проби винаги има остатък от вода (виж фиг. 2) чиято дейност все още се регистрира. Точката за измерване на скоростта на гама локалната доза (фиг. 6) регистрира двата пасажа на облака (1, 2). След това той показва повишени стойности, което може да се обясни с оставащото отпадане на почвената повърхност и околната растителност. С настъпването на гръмотевичния дъжд (3) скоростта на локалната доза на гама от 0,09 jsv/h до приблизително 0,14 (isv/h. Това беше причинено от една страна от дъждовни капки, обогатени с радионуклиди, прелитащи покрай детектора, и, от друга страна, от следното Отлагане на тези вещества на земята. 30% от активността на този гръмотевичен дъжд се състои от продукти на изкуствено делене, преобладаващата част от J (10%). Останалите 20% 20
25 Таблица 5 Специфична активност и състав (на базата на общата активност [%] или активността на 137 Cs) на сместа от изкуствени радионуклиди във въздуха 1 I 30 април часа 1 II 1 I t 1 J Нуклид A (i) A (i) Bq/m 3 I% A (137 CS) Bq/m 3 I * I j A (Cs) Nb-95 j I - j Mo cj Ru I Ru-106 j Te I 5 'j I Te- 129m Te I J-131 *) II J-132 *) I J-133 *) j I - "Cs SI Cs oa 0,20 Cs sl l 3,8 = 1,00 I j Ba i La jjj Np I" III l I общо 32, 71 IIIII l I *) При йодните изотопи трябва да се има предвид, че се записва само частта, свързана с аерозоли. Докато делът на Cs в общата активност (само продукти на изкуствено делене) във въздуха се е намалил наполовина на 4 май в сравнение с 30 април от 8% на 4%, пропорциите на рутений и телур изотопи са се удвоили. По принцип съотношението на цезиевите изотопи 137 и 134 е около 2: 1. 22-ри
26 От 30 април в аерозолния филтър е намерен дял от 3% Np; на 4 май обаче това ядро беше по-количествено откриваемо. Фиг. 7а показва гама спектъра на филтъра от 30 април, в който са маркирани само най-силните линии. Вложката на фиг. 7 показва разрез с нискоенергийната част на спектъра, където могат да се видят основните линии на Np. Като цяло в спектъра са открити нуклидите, типични за топене на сърцевината. Без допълнително обсъждане на различния състав на сместа от изкуствени нуклиди във въздуха на облаците от 30 април и 4 май, нека разгледаме различните фази на емисия на реактора, регистрирани от аерозолните филтри, и различните климатологични ефекти на изчерпване и измиване върху посочва различни пътища на облаците. По време на повишената радиоактивност на въздуха на 29./30. Въздушните филтри, изложени на април 1986 г. (обща производителност 750 m 3), бяха измерени отново чрез Y-спектроскопия с два равнинни германиеви детектора и детектор с голям обем Ge (Li) в продължение на няколко дни (), за да се идентифицират надеждно слабо срещащи се Y чрез оценка на съвпадението
За да направите възможни линии. В допълнение към изотопите, изброени в таблица 5, следните изотопи могат да бъдат ясно идентифицирани качествено: 85 Sr, 95 Zr, 9m Tc, 110m Agr lu A g, 125 sbf 127 s b/ltl Ce, l 27 24
28 ONM «= i * o 1 icl *? J 2 «^ w 1 (600 & V011J 1 -«. «^» S «i« = ^ ^ -s 4> трябва CD CO CD 25
29 Таблица 6 Времево течение на средните дневни стойности на общата концентрация на бета активност на аерозолите и концентрацията на изкуствена активност във въздуха, както и скоростта на гама локалната доза Всички аерозоли Изкуствени аерозоли Локална доза доза Datuni (стъпален филтър) Bq/m 3 Bq/m 3 *) nsv/h, 2. 0, 0 5.14 0., 8 6.43 0, 2 0.09 0,. 6 0.41 0, 42 0, 7 8.56 0, 0 1.35 0, 7 2,55 0, 5 4,55 0, 2 0,23 0, 7 0, 4 0,036 0, 8 0,025 0, 8 0, 7 0, 9 0,013 0, 8 0,017 0, 9 0,017 0, 7 0,012 0, 9 0,005 0, 8 0,007 0, 6 0,009 0, 1 0,009 0, 5 0,007 0,. 9 0,006 0, 7 0,013 0, 4 0,003 0, 7 0,016 0, 5 0,007 0, 8 0,004 0, 2 0,003 0, 5-0, 2-0,095 *) Стойности под границата на откриване не бяха взети предвид за по-нататъшна оценка. При изкуствените аерозоли моментът за усредняване не съвпада с промяната на деня поради периода на запрашаване на филтъра. 26-ти
31/o CBq/W * J Фиг.2 A, -, Zeltficii/Veilsuf far M! I 4fcfrw'täiskün2eMt »» fii? M в Uffr far 3434 wd Te & Z Akfo.9 J, gif da ^ 37 CS4W 0,4, ^ OPi M Wn QOM. О, Ml 5S. n_qü 195. МКС SS. 2AS. AyoJo A: fäf Ru 32 Таблица 7 Времеви ход на концентрацията на активност на изкуствени радиоактивни вещества при валежи през май 1986 г. *) j 7.5. Nuclide JBq/1 1 1 Mo-99 - Hu Ru-106 33 Таблица 3 Времеви ход на активността в Bq/m 2 в Bq/m 2 през май 1986 г. поради валежите на пода на сайта на HMI Ru "1" - Te J-131 (J Cs l Cs-137 I l Ba "La]! 1 1 сума I 1 II валежи-j 6.7 23.8j 3.2 количество j mm j 87 jj 9 j - j - j - yyy - y - yy 87 j II 1 1 2.6 2.3 6.9 2.3 3.4 18.5 III 1 1 I I. III 38 Bq/1 в залива Lieper и 30 Bq/l в Tegeler See (Tab. 9). Делът на J 3 1 J е около 40%, 103 Ru около 34%, 132 Te около 15% и 137 Cs около 11% Концентрацията на най-важните изкуствени нуклиди във водата на залива Lieper (Havel) и Tegeler See може да се види на фигури 11 до 13 и фигури 15 до 17. 30
34 "10000 M> A4 zfethicl ^ course deramribäfcamzeubrstiovi -ftirdie Mepw ßucW? (Havel) 'm Sawcj (x) twaf m Wasserf«) за J/34 и 7e 432, yftfe-ffi. Loco: Oh «5.« 5. „ОС. ÄSS.“ -It.5 & за C & 4Z1, Cte/13-utncj -C & 43b AC \ f \/s & it ^^ О, HS. Ib.s. 10S. 2BS. »& -It t Alob./f3 ^ ooo, -fftr" Ru 403. uv> d -SlwiOb AO0 40 AUoftt 400 9h VS, IBS. ir --L9/WÖ unej SA * »s. задник aas. -f.s. BS'W S.fe A0 '% ± i * "* ^ $ wträ., 35 40000 AVoM 4000 Ssiblictoet Verl & tfdet AUtigkeitsläwzeHixstioft for d & ntegäer äea \ vn Sand (x) and In Water () for 3434 and Te Fig.S Oh -MS .IB. * OS. ISS *. S * ffitr .S. 2SS. SJS l «. St -fltf Lä4tO md BQÄHO« 32 fo -MI. 1SS. 20.S. * 6S. 30S. 46. SC С eiiiew ffsi (+) yasei ** «стойности c ^ sptoh & n der Us/AiweSiSQteia &
41 Таблица 12 Нуклиден състав и специфична активност на някои обрастващи проби от района на Берлин веднага след преминаването на първия радиоактивен облак. [cut- [cut Peter nuclide праз праз праз гладка ревен спанак спанак трева над 1 HMI Виждам Bq/kg j Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg I K Zr! Nb Mo Tc-99m Ru Ru Te J J J Cs Cs Cs Ba La Ce осигуряват контрол на повърхностното замърсяване, поради което не беше възможно да се гарантира спазването на насоките. Тъй като насочните стойности вече бяха определени специфично за нуклида, единственият метод на измерване, който остана, беше гама спектрометричната оценка. За да се определи до каква степен замърсената дюза на листа може да се почисти от нанесените радиоактивни нуклиди чрез измиване, бяха проведени експерименти върху проба от спанак, 38
42 Таблица 13 Резюме: млечни продукти бр. Проби с активност 131 I [общ брой A> 100 50
49 Таблица 18 Активност и състав на нуклидите спрямо Cs (процентът се отнася до общата активност на изкуствените нуклиди) на някои проби от района на крайбрежието на Балтийско море в Полша *) проба риба Янтарни обувки, автомобили (6,2 g) A (i) A (i) A (i ) Нуклид Bq A (1J/Cs)% Bq A (137 Cs)% Bq A (i37 Cs)% K tti Zr Nb Ma Tc-99m Ru Ri A3-110m Sb Te le JJJ Cs Cs = = Ba Ia Oe Oe Eü EU Np "*) Стойности под границата на откриване не бяха взети под внимание за по-нататъшната оценка с тези на служителя на HMI на плажа в Балтийско море по водата, кехлибар, както и колективна проба за избърсване от колата му. Съставът на нуклида е получен за всички проби с изключение на високите пропорции на кехлибар до 23% за l J и 46
51 Таблица 19 Нуклиден състав на проби от извор от Източна Европа, 4 = - в сравнение с Берлин в Bq/kg. Elbing Loetzen Suwalki Краков Букурещ София Прага Будапеща HHI HHI Полша Полша Полша Полша Румъния Булга Чехо- Унгария Унгария Берлин Берлин Nuklid rien lowakei K Hn Zr Nb, 1 - Mo * Tc-99m Ru Ru Ag-IIOm Sb Te Te JJJ Cs Cs Ba La Ce Ce Eu Eu: стойности под границата на откриване "
52 обаче доста добър мач. Само че посоката на разпространение не е достатъчна за оценка на резултатите от измерванията в Югоизточна Европа.Само различното разпределение на активността на Балканите може да бъде класифицирано само с помощта на топографските условия. 1PS »^» - 'äss & 5> detirgszüge. Фиг. 2A Предполагаеми въздушни течения от Biete Apn \ bi & AnfeSng Mai iw Европейско въздушно пространство W
54 7.2 Горещи частици от Мазурия/Полша Девет радиоактивни частици (горещи точки) от падането, паднало след аварията на ядрения реактор в Чернобил в североизточна Полша, бяха изследвани чрез спектроскопия и електронна микроскопия. Горещите частици са частици с висока специфична активност в сравнение с активността на равномерното замърсяване. В началото на септември 1986 г. служител на HMI откри горещите частици в Мазурското езеро в Полша. ^ -Spektrum Ru H.6.W PI ki Eh Фиг. 22 Ü I ^ Mt (4y jl 2> 0,5 HO -LS "Ewergi'e [WeY] 1.0 Първо частиците бяха механично отделени от почвата и органичния материал Изследването с детектор Ge-Li показа, че по същество само рутениевият изотоп 103 Ru (T1/2 = d) и родиевият изотоп 106 Rh (T1/2 = 30 s) са открити във всички девет проби (фиг. 22) . 106 Rh е краткотрайният дъщерен нуклид на чистия ß-емитер 106 Ru (Tj/2 = d 5 Две от частиците все още съдържат ниска активност на други радионуклиди. След по-фино механично отделяне на всички девет горещи частици и почистването им с етанол в ултразвукова баня Малка част от кобалтовия изотоп Co все още може да се види в y-спектъра на една проба (табл. 20).
56 53 Фиг. 23 Сканиращи изображения с електронен микроскоп на горещите частици HS 4, 5, 7, 8 PI; Микромаркер = 1 µm
57 Таблица 21 Качествен резултат от микроанализа с електронен лъч j проба cr FeJHi K) 1 HS 1 FL, I fcai] aij P d ü - XX ooo XX - i 1 HS 2 PL - X - oo 1 HS 3 PL - XX ooo XX - j 1 BS 4 PL - XXX - o X o - 1 HS 5 PL - ooooo XX - I HS 6 PL X oo XX o XX o 1 HS 7 FL - X - ooo XX HS 8 PL - X - o - 1 HS 9 PL 1 . X. o: пикова интензивност силна xs пикова интензивност слаба -: не се открива интензивност без знак: не се яде X o X X.1 Таблица 22 деленето дава изотопно делене i ^ mo% I »3TC 6.13% 103.106 R u Z 3.16%, 103, 10f R u S% K% над »6 * a Z 1,02% Ru Стойности, взети от нуклидната карта на Карлсруе. 54