close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6422

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6422
(13) C1
(19)
7
(51) G 01V 5/00
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОИСКА АНОМАЛИЙ РАДОНА ГЛУБИННОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20010710
(22) 2001.08.15
(46) 2004.09.30
(71) Заявитель: Республиканское научноисследовательское унитарное предприятие "Институт радиологии" (BY)
(72) Авторы: Автушко Михаил Иванович;
Ковдерко Владимир Эдуардович (BY)
(73) Патентообладатель: Республиканское
научно-исследовательское унитарное
предприятие "Институт радиологии"
(BY)
BY 6422 C1
(57)
Способ поиска аномалий радона глубинного происхождения на основе проведения
измерений плотности потока гамма-квантов от дочерних продуктов распада радона, отличающийся тем, что плотность потока гамма-квантов от дочерних продуктов распада радона измеряют в отобранных в точках наблюдения на исследуемом участке или профиле
герметизированных пробах грунта не позднее 3 часов после отбора и повторно после выдержки в течение времени, не меньшего трех периодов полураспада радона, на основе
проведенных измерений находят концентрацию радона в пробах и определяют разность ее
значений для каждой из проб, а о наличии и местоположении аномалий радона глубинного происхождения судят по максимальным значениям разностей концентрации радона в
пробах соответствующих точек наблюдения.
BY 6422 C1
(56)
BY 987 C1, 1995.
US 4426575 A, 1984.
US 4700070 A, 1988.
US 4518860 A, 1986.
US 4297574 A, 1981.
US 4059760 A, 1977.
SU 1796066 A3, 1993.
EP 0050605 A1, 1982.
JP 09127255 A, 1997.
Изобретение относится к области геофизики, а конкретно, к геофизическим методам
обнаружения месторождений полезных ископаемых и структур (разрывные нарушения,
купола, трубки взрыва и др.), с которыми пространственно и/или генетически они могут
быть связаны, а также при решении радиоэкологических задач, проведении мероприятий
по защите окружающей среды, выборе площадок под обитаемые здания.
Известен способ определения радона непосредственно на точке наблюдения, включающий взятие пробы радона из грунта в контейнер на исследуемом участке, определение
содержания радона по измерению ионизирующего излучения в пробе [1]. Способ осуществляют путем установки открытого снизу контейнера, содержащего детектор ионизирующего излучения, на специально подготовленную площадку (очищенную от растительного слоя и посторонних предметов). Однако известный способ не позволяет с достаточной точностью и достоверностью выявлять аномалии глубинного радона, так как наряду с
ним в контейнер может проникать приповерхностный радон, количество которого зависит
от радонопродуцирующей способности и проницаемости грунта, герметичности системы
контейнер-грунт. С учетом изложенного содержание приповерхностного радона может
оказаться выше его глубинной составляющей.
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому
результату является способ поиска аномалий радона глубинного происхождения, включающий измерение плотности потока гамма-квантов от дочерних продуктов радона непосредственно на исследуемом участке [2]. Известный способ позволяет осуществлять
экспресс-поиск аномалий радона без взятия проб грунта, что значительно повышает его
производительность. Однако по результатам работ, выполненных с применением этого
метода, было установлено, что различные генетические типы грунтов, в зависимости от
содержания в них U-238, обладают различной радонопродуцирующей способностью, в
связи с чем известный способ не обладает достаточной точностью и достоверностью выявления аномалий радона глубинного происхождения на площадях с неоднородными
грунтами. Кроме того, отдельные территории могут быть загрязнены U-238 и Ra-226 техногенного происхождения, что также ограничивает точность и достоверность выявления
аномалий радона глубинного происхождения. Недостаточная достоверность известного
способа ограничивает область его применения.
Согласно изобретению, решается задача поиска аномалий радона глубинного происхождения.
Основной технический результат изобретения заключается в повышении точности и
достоверности выявления аномалий радона глубинного происхождения на территориях с
неоднородным содержанием урана 238 и радия 226 в приповерхностных грунтах. Дополнительный технический результат изобретения заключается в расширении области применения способа.
Достижение основного и дополнительного технических результатов обеспечивается
тем, что в способе поиска аномалий радона глубинного происхождения, включающем из2
BY 6422 C1
мерение плотности потока гамма-квантов от дочерних продуктов распада радона и выявление местоположения аномалий радона глубинного происхождения по результатам измерений, в точках наблюдения на исследуемом участке или профиле берут пробы грунта,
герметизируют их, измеряют в каждой пробе содержание радона по плотности потока
гамма-квантов от дочерних продуктов распада не позднее 3 часов после отбора пробы и
после ее выдержки в течение времени, не меньшего чем три периода полураспада радона,
и определяют разность значений между первым и вторым измерениями, а по максимальным значениям разностей судят о наличии и местоположении аномалий радона глубинного происхождения.
Существо изобретения поясняется следующим образом. При применении известных
способов измеряют интегральные концентрации радона (Rnсум) в грунтах без раздельного
учета концентраций составляющих, что не позволяет выделить аномальное значение глубинной компоненты. Между тем, как показали результаты исследований, проведенных
авторами [3], общее содержание радона в грунтах (Rnсум) формируется преимущественно
за счет двух составляющих: 1) радона приповерхностного происхождения, образующегося
непосредственно в измеряемом объеме грунта за счет распада содержащегося в этом объеме U-238 (интрагенный радон - Rnin) и 2) радона глубинного происхождения, который
поступает в измеряемый объем грунта из нижележащего грунтового пространства (избыточный или аномальный радон - Rnan). Поскольку U-238 распадается чрезвычайно медленно (период полураспада около 4,51×109 лет), то количество радона приповерхностного
происхождения, обусловленное только содержанием этого материнского радионуклида,
является постоянной величиной для конкретного типа грунта (Rnin ≈ const). Следовательно, вариации суммарного содержания радона в приповерхностных грунтах, при равном
содержании в них U-238, будут обусловлены лишь глубинной составляющей. Без учета
этого факта практически невозможно достоверно установить аномальные значения геохимического поля радона глубинного происхождения, поскольку в отдельных случаях (из-за
повышенного содержания U-238 в самих поверхностных грунтах) величина содержания
радона приповерхностного происхождения может превышать не только содержание глубинного радона, но даже суммарное содержание его в соседних точках измерения.
Согласно изобретению, при герметизации пробы (взятии пробы грунта в герметически
закрываемый контейнер) содержание собственного (интрагенного) радона в пробе остается неизменным, поскольку оно постоянно возобновляется за счет распада содержащегося
в пробе U-238, а содержание глубинного радона будет уменьшаться в соответствии с периодом полураспада. Выдержка проб в течение периода не меньшего, чем три периода
полураспада, обусловлена тем, что за указанное время концентрация радона в результате
естественного распада снижается до уровня ошибки измерений в 10÷15 %, что удовлетворяет требованиям к точности измерений при проведении поисковых, разведочных и радиоэкологических работ.
Таким образом, разность между концентрациями радона в пробе не позднее 3 часов
после ее отбора и по прошествии не менее трех периодов полураспада характеризует долю
глубинного радона.
Фигура иллюстрирует результат поиска аномалий радона глубинного происхождения
по разности между интегральным (суммарным) и интрагенным радоном. При этом кривая
Rnсум характеризует содержание суммарного радона в точках наблюдения, а кривая Rnan
изображает разность содержания суммарного и интрагенного радона в тех же точках наблюдения.
Для отбора проб грунтов в герметичные контейнеры могут быть использованы известные технологии и применяемые для этих целей устройства (пробоотборники, грунтоносы и т.п.). При этом предпочтительнее использовать устройства, обеспечивающие
одновременное взятие пробы и ее герметизацию, например устройства для взятия проб
грунта ненарушенной структуры. Упаковка проб в негерметичную тару, нарушение струк3
BY 6422 C1
туры грунта при упаковке, приводят к потерям как интрагенного, так и глубинного радона
в пробе, что снижает достоверность измерений и оценок.
Определение концентрации радона по измерению плотности потока гамма-квантов от
дочерних продуктов распада радона в пробе широко известно в гамма-спектрометрии. Для
указанной цели в соответствии с изобретением используют гамма-спектрометрический
комплекс CANBERRA или другие однотипные установки.
Согласно изобретению, поиск аномалий радона глубинного происхождения осуществлялся следующим образом. На каждой точке наблюдения в пределах исследуемого участка местности отбирается проба грунта из приповерхностного 0,5-метрового слоя. При
отборе пробы лопатой удаляли растительный слой, на выровненную площадку устанавливали грунтоотборник с грунтоприемной гильзой, задавливанием или ударами погружали
грунтоотборник в грунт, быстро извлекали грунтоотборник из грунта, а грунтоприемную
гильзу из грунтоотборника, и герметизировали гильзу, получая таким образом герметично
упакованную в контейнере (герметичном сосуде) пробу грунта. Не позднее 3 часов после
герметизации пробы измеряли концентрацию радона по стандартной гамма-спектрометрической методике. Затем те же пробы грунта оставляли в герметичном состоянии на время, составляющее не менее трех периодов полураспада радона (≥11,5 суток), проводили
повторное измерение концентрации и находили разность измерений. По результатам измерений разности концентраций радона в точках наблюдения выявляли и определяли местонахождение аномалий радона глубинного происхождения.
Пример осуществления способа.
Поиск аномалий радона глубинного происхождения выполняли на территории Воложинского района Беларуси, где распространены преимущественно рыхлые песчаные и
песчано-глинистые грунты. На каждой точке наблюдения, согласно вышеизложенному,
после удаления растительного слоя отбирали пробу приповерхностного грунта и герметизировали ее. Не позднее 3 часов после герметизации пробы грунта измеряли концентрацию радона по стандартной методике. Затем те же пробы грунта оставляли в герметичном
состоянии на время, составляющее не менее трех периодов полураспада радона (11,5 суток), проводили повторное измерение концентрации и находили разность измерений.
Результаты определения концентраций глубинного радона в точках наблюдения приведены в таблице.
Далее по разностям концентраций определяли аномальные значения. Как свидетельствуют результаты измерений (см. также фиг.), в точке наблюдения 4 обнаружен максимум
разности концентрации радона (Rnan), что свидетельствует о наличии здесь аномалии
радона глубинного происхождения.
Таблица
Концентрация радона в точках наблюдения, Бк/кг
Номера точек
Измеренная непосредственно Измеренная по истечении трех Разность
наблюдения
после отбора пробы (Rnсум)
периодов полураспада (Rnin)
(Rnan)
1
41,9
11,6
30,3
2
36,4
7,5
28,9
3
34,1
7,0
27,1
4
55,1
8,5
46,6
5
37,7
8,6
29,1
6
33,0
5,7
27,7
7
36,4
9,8
27,2
8
37,4
9,6
27,9
9
52,0
15,1
36,9
Результаты наблюдений могут быть интерпретированы также следующим образом.
Точке 4 соответствует также высокое значение суммарной концентрации радона в грунтах
4
BY 6422 C1
(Rnсум). Однако повышенное значение величины Rnсум установлено и в пробе грунта, отобранной в точке наблюдения 9, которая, имея малую разность концентраций, аномальной
не является. Связано это с тем, что на точках наблюдения 1÷8 грунты представлены аллювиальными песками с низкой концентрацией U-238 и, соответственно, с низким содержанием интрагенного радона (см. таблицу), тогда как в точке 9 грунты представлены
моренными суглинками с относительно высоким содержанием материнского радионуклида. Таким образом, повышенная суммарная концентрация радона в точке наблюдения 9 не
связана с глубинным поступлением. Но если бы мы судили о наличии и местоположении
аномалий радона по его суммарным концентрациям в грунтах (т.е. по величине Rnсум), то
точку наблюдения 9 также следовало бы считать аномальной.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность и достоверность
поисков аномалий радона глубинного происхождения. Возможность обнаружения аномалий на участках (территориях) с разным составом грунтов предопределяет большую универсальность предлагаемого способа.
Источники информации:
1. Патент США 4468558, МПК G 01V 5/00, 1985.
2. Патент Республики Беларусь 987, МПК G 01V 5/02, 1995 (прототип).
3. Автушко М.И., Ковдерко В.Э. Об источниках радона, содержащегося в поровом воздухе грунтов // Докл. НАН Беларуси. - 2001. - Т. 45, № 4. - С. 95-97.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
213 Кб
Теги
by6422, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа