Лабораторная работа №6. ЕСТЕСТВЕННАЯ И

ТЕХНОГЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ ПОЧВЫ

Почва – сложная полидисперсная система, в составе которой вы­деляются следующие компоненты: обломки минералов горных пород; глинистые минералы; грубый гумус; тонкий гумус; пленки-гели, покрывающие почвенные частицы и состоящие из гидрооксидов железа, марганца и алюминия; кремниевые кислоты; органические вещества; различные соли; почвенные растворы; почвенные газы; почвенная фауна и микроорганизмы; живые корни расте­ний. Естественные и искусственные (техногенные) радионуклиды со­держатся во всех компонентах почвы в разном количестве и в разном соотношении.

Задание 6.1. Определение суммарной бета-активности почвы

Естественная радиоактивность почв – это результат длительных процессов перераспределения радионуклидов между материнской по­родой и почвой, растительностью и почвой. Естественная радиоактив­ность почвы обусловлена наличием в ней естественных радионуклидов калия-40, тория-232, урана-238, радия-226 и др. Основной вклад в радиоактивность вносит К-40 (в среднем 66% при максимуме 80%), содержание которого составляет 3% от всех радионуклидов. Вклад тория-232 составляет в среднем 5% при содержании 18,3%, а урана-238 – 2% при содержании 2,5%. В почвах Европы средняя массовая концентрация урана-238 составляет 1,5·10^-4%, тория-232 – 6,5·10^-4% и ка­лия-40 – 1,2%. Наименьшее содержание естественных радионуклидов в почве в европейской части – на севере, а максимальное – в южной части, т. е. ниже 54^о северной ши­роты, где сформировались черноземы и каштановые почвы. В Респуб­лике Беларусь максимальное содержание в почве К-40, U-238, Тh-232 в северной части, где преобладают дерново-подзолистые суглинистые почвы, развивающиеся на кислых магматических породах (гранитах). В южной части преобладают легкие дерново-подзолистые (песчаные и супесчаные) и торфяные почвы, которые сформировались на известняковых отложениях, поэтому содержание естественных ра­дионуклидов в них значительно ниже, чем в почвах северных регио­нов.

Естественная радиоактивность почв зависит от радиоактивности материнских (почвообразующих) пород, потому что минералы и частицы породы входят в скелетную часть и минеральные фракции почвы. Радиоактив­ность почвы значительно превышает радиоактивность материнской породы. Среди осадочных пород наиболее радиоактивны глины, менее активны известняки. Из вулканических пород более радиоактивны граниты, менее активны базальты. Поэтому почвы, развивающиеся на гранитах, имеют более высокую радиоактивность, чем почвы, сформи­рованные на известняках. На радиоактивность почв большое влияние оказывает естествен­ное и улучшенное плодородие почв. Установлено, что с увеличением плодородия почвы возрастает ее радиоактивность за счет повышения содержания в почве калия-40 при внесении минеральных удобрений. Максимальная естественная радиоактивность у черноземов и красноземов. Среди дерново-подзолистых почв наименьшая естественная радиоактивность у песчаных и супесчаных почв, имеющих низкое содержание глинистых минералов и калия-40.

Загрязнение почвы техногенными радионуклидами в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС произошло крайне неравномерно. Так, загрязнение цезием-137 произошло на территории всей республики, но при этом меньше пострадала северная часть республики и значительно больше южная. Загрязнение почвы стронцием-90 имеет локальный характер и регистрируется в отдельных регионах Гомельской и Могилевской областей.

Цель работы: определить суммарную бета-активность различных типов почв Республики Беларусь.

Материалы и оборудование: бета-радиометр (КРВП-3АБ), пробы различных типов почвы.

Выполнение работы

1. Подготовьте радиометр к работе (см. работу №3 п.1–5).

2. Поочередно помещая пробы почвы в измерительную кювету, измерьте число импульсов (n_i+f) от каждой за 5 мин (i – номер пробы). Рассчитайте скорость счета от пробы почвы с фоном:

(имп/мин)

и скорость счета от пробы почвы без фона: N_i = N_i+f – N_f. Результаты измерений занесите в отчет (табл. 6.1).

3. Отложите на градуировочном графике (приложение 1) на оси абсцисс значение скорости счета от пробы почвы без фона N_i, восстановите перпендикуляр с этой точки до пере­сечения с наклонной линией на графике «прямой метод» и определите градуировочную объемную активность А_гр в Кюрина метр.

4. Рассчитайте объемную активность пробы вещества:

А_уд = А_гр · 2.

Коэффициент 2 учитывает различие энергетического спектра эталона и измеряемых радионуклидов, находящихся в исследуемой пробе вещества.

5. Переведите Кюри на литр в беккерель на литр в Бк/л с учетом того, что 1 Ки = 3,7·10¹⁰Бк. Результаты измерений и расчетов занесите в отчет (табл. 6.1).

Таблица 6.1. Суммарная бета-активность почвы

6. Сделайте выводы, какие почвы имеют максимальную и минимальную удельную активность.