Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение высшего образования
Международный государственный экологический университет
Имени А.Д.Сахарова
Факультет мониторинга окружающей среды
Кафедра ядерной и радиационной безопасности
Дисциплина:
Измерение характеристик ионизирующего излучения
Измерение удельной активности 137Cs в продуктах сельского хозяйства
(зерновые культуры)
Курсовая работа студента 3-ого курса
Саввина Андрея Анатольевича
______________А.А.Саввин
| Научный руководитель ст. преподаватель кафедры ЯиРБ ____________В.А. Михайлов |
Минск, 2015
Содержание
ВВЕДЕНИЕ. 4
СВОЙСТВА РАДИОНУКЛИДА 137Сs. 5
ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В РАСТЕНИЯ.. 6
Аэральное поступление радионуклидов в растения. 6
Корневое поступление радионуклидов в растения. 6
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА НАКОПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В РАСТЕНИЯХ.. 8
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ 137Cs В ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУРАХ.. 10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 12
ЛИТЕРАТУРА.. 13
Реферат
Данная курсовая работа содержит 13 страниц, 4 рисунка, 5 литературных источников.
ЦЕЗИЙ, ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР (Гамма-бета спектрометр МКС-АТ 1315).
Цель курсовой работы – определение удельной активности радиоизотопа 137Cs в продуктах сельского хозяйства (зерновые культуры).
Из литературных источников приведена общая характеристика 137Cs. Изучена динамика уровней радиоактивного загрязнения полевых культур. Приведены различные пути поступления радионуклидов в растения. С помощью сцинтилляционного детектора произведено измерение удельной активности 137Cs в зерновых культурах.
Данная работа позволяет закрепить и углубить знания, полученные при изучении теоретического курса «Измерение характеристик ионизирующего излучения».
ВВЕДЕНИЕ
Авария на четвертом блоке Чернобыльской АЭС - крупнейшая радиационная авария в мировой истории. По масштабам радиоактивного выброса и её последствий она намного превзошла наиболее серьезные из предыдущих аварий: в Уиндскейле (Великобритания, 1957 г.), Три Майл Айлэнде (США, 1979 г.), на промышленном комплексе «Маяк» (СССР, 1957г.).
В результате катастрофы на ЧАЭС радиоактивному загрязнению подверглось более 1,8 млн. га сельхозугодий, т.е. около 20% их общей площади, из которых 106 тыс. га были исключены из землепользования в первый год после катастрофы. Всего за период с 1986 по 1989 годы из оборота было выведено 256,7 тыс. га сельхозугодий. С 1990 года земли с плотностью загрязнения Cs-137 более 1480 кБк/м2 полностью исключены из землепользования.
Основные массивы загрязненных пахотных земель и луговых угодий сосредоточены в Гомельской (66%) и Могилевской (24%) областях. В Брестской, Гродненской и Минской областях их доля от общей площади загрязненных земель в республике составляет 4,5, 3,0 и 2,5 % соответственно.
Несмотря на то, что после катастрофы на ЧАЭС прошло более 19 лет, проблема получения сельскохозяйственной продукции с допустимым содержанием радионуклидов по-прежнему весьма актуальна. Это обусловлено тем, что радионуклиды цезий-137 и стронций-90 являются долгоживущими, их периоды полураспада составляют около 30 лет, и основная часть этих радионуклидов до настоящего времени находится в верхних слоях почвы, т.е. самоочищение почвы за счет вертикальной миграции почти не происходит.
Основным критерием для принятия решения о том, стоит ли употреблять выращенные продукты является допустимые уровни содержания радионуклидов в продуктах. Допустимые уровни устанавливаются государственными органами, основываясь на реальных радиационных условиях в стране. В Республике Беларусь разработан такой документ, который получил название «Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия и стронция в пищевых продуктах и питьевой воде (РДУ-99)».
При выполнении курсовой работы поставлены следующие цели и задачи.
Цель: измерить удельную активность l37Cs в растениях пшеницы, ячменя, овса.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить свойства 137Cs по литературным источникам.
2. Провести измерения проб зерновых культур на сцинтилляционном спектрометре.
3. Проанализировать полученные результаты, сравнив с нормами РДУ-99 и сделать вывод.
СВОЙСТВА РАДИОНУКЛИДА 137Сs
Цезий-137 - бета-излучатель с периодом полураспада 30.174 года. 137Сs открыт в 1860 г. немецкими учеными Кирхгофом и Бунзеном. Название получил от латинского слова caesius — голубой, по характерной яркой линии в синей области спектра. В настоящее время известно несколько изотопов цезия. Наибольшее практическое значение имеет 137Сs, один из наиболее долгоживущих продуктов деления урана.
Ядерная энергетика является источником поступления 137Сs в окружающую среду. Выброс 137Сs осуществляется не только в атмосферу, но и в океаны с атомных подводных лодок, танкеров, ледоколов, оснащенных ядерно-энергетическими установками.
По своим химическим свойствам цезий близок к рубидию и калию — элементам 1 группы. Изотопы цезия при любом пути поступления в организм хорошо всасываются.
В настоящее время 137Сs — это основной дозообразующий радионуклид на территориях, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС. От его содержания и поведения во внешней среде зависит пригодность загрязненных территорий для полноценной жизни.
Почвы Белорусского Полесья имеют специфическую особенность — цезий-137 плохо фиксируется ими и, как следствие, он легко поступает в растения через корневую систему. Поэтому еще в доаварийные времена содержание этого радионуклида в выращенной здесь продукции было в 35-40 раз выше, чем в центральных районах страны.
Цезий хорошо поглощается растительностью, коэффициент накопления элемента в урожае сельскохозяйственных культур может достигать 100%; накопление идет в основном в надземной фитомассе (до 60% поглощенного элемента). На супесчаных почвах 137Сs в 7 раз более доступен для растений, чем 137Сs. Интенсивное вовлечение элемента в биологический круговорот обусловлено кислотностью полесских ландшафтов, благоприятствующих физиологическому накоплению металла организмами, подвижностью металла, а также его аналогией с калием – биохимически активным элементом, дефицит которого в полесских ландшафтах ярко выражен, но который жизненно необходим растениям.
ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В РАСТЕНИЯ
137Cs – один из основных дозообразующих радионуклидов среди продуктов деления. Важной особенностью этого изотопа является способность наряду с обменным связыванием к необменной сорбции (фиксации) твердой фазой почв. Прочно фиксированные ионы Cs+ в меньшей степени переходят в почвенный раствор и, следовательно, становятся менее доступными для большинства сельскохозяйственных культур.