Metoda de determinare a coeficientului de difuziune a radionuclizilor în sol

Invenția se referă la protecția mediului și este destinată predicției migrării verticale a radionuclizilor în sol. Invenția permite utilizarea observațiilor de teren de sol contaminat cu salvă emisii radioactive, pentru determinarea coeficientului de difuzie al radionuclidului pentru soluri diferite. În acest scop, distribuția radionuclizilor în sol vertical, determină adâncimea concentrației maxime a radionuclidului, determină viteza transferului convectiv al radionuclidului și coeficientul de difuzie este determinată de relația matematică dată parametrii anterior definiți și timpul scurs de la o singură eliberare salvă de substanțe radioactive. 1 tab.







Invenția se referă la știința solului și la protecția mediului și poate fi utilizată în serviciile de monitorizare a radiațiilor și a mediului și practicarea serviciilor agrochimice în evaluarea și predicția migrării verticale a radionuclizilor în sol.

Metoda cunoscută pentru determinarea radon coeficientului de difuzie în foi pentru care analitul este separat două camere, din care unul este administrat radon, iar coeficientul de difuzie este determinată de raportul dintre radioactivitate în camera de gazare după terminarea variației timpului (SU, URSS N 1392454, G 01 N 13/00, 1988).

Dezavantajul acestei metode este clasa limitată de substanțe studiate, și anume incapacitatea de a determina coeficientul de difuzie al radionuclizilor în soluri.

Metoda cunoscută pentru determinarea coeficientului de difuzie într-un lichid care cuprinde măsurarea vitezei medii a moleculelor de lichid, forța aplicată la moleculele lichidului, coeficientul de temperatură determinare mobilitate lichid ca raportul dintre viteza medie a moleculelor pentru a forța aplicată la molecule, iar coeficientul de difuzie se găsește din relația D qkT , (1) unde D este coeficientul de difuzie în lichid, m 2 / s; q coeficient de mobilitate; k constanta Boltzmann, J / K; T este temperatura lichidului, K.

(Arie A. G. Principiile fizice ale filtrării apelor subterane, M. Nedra, 1984, p. 22).

Dezavantajele acestei metode sunt, în primul rând, necesitatea de a măsura viteza medie a moleculelor și a forțelor aplicate moleculelor, ceea ce este practic imposibil de realizat în condiții reale; În al doilea rând, distribuția impurităților în sistemul "fază solidă lichidă" nu este luată în considerare, ceea ce duce la estimări inadecvate care reduc fiabilitatea rezultatelor determinării coeficientului de difuzie; în al treilea rând, nu se ia în considerare distribuția efectivă a impurităților difuze, ceea ce reduce, de asemenea, fiabilitatea rezultatelor obținute.

Metoda cunoscută pentru determinarea coeficientului de difuzie a radionuclizilor în sol, care este luat ca un prototip, potrivit căreia a fost adăugată suprafața solului izolat preamestecat 90 Sr, iar apoi timp de 6-8 ani, au fost colectate și măsurate distribuția Sr 90 în profunzime probe de sol, iar coeficientul de difuzie al radionuclidului în sol a fost determinată de dependența matematică.

Principalele dezavantaje ale acestei metode sunt următoarele.

ipoteza Accepted că viteza de transport convectiv egal cu zero, iar rata constanta de schimbare a conținutului radionuclizilor în sol se presupune egal cu o dezintegrare radioactivă naturală constantă; structura naturală a solului este perturbată în timpul procesului de amestecare. Aceste dezavantaje sunt, în primul rând, nu permit utilizarea acestei metode pentru determinarea coeficienților de difuzie a radionuclizilor în solurile contaminate cu eliberare salvă de substanțe radioactive, în conformitate cu observațiile din teren, în al doilea rând, cauza studii de laborator laborioase, rezultatele care pot fi utilizate numai pentru condiții care sunt aproape la condițiile de efectuare a experimentelor de laborator.

Scopul invenției este acela de a oferi posibilitatea utilizării datelor din observațiile pe câmp pentru a determina coeficientul de difuziune a radionuclizilor în solul contaminat prin ejectarea de vapori de material radioactiv.







Obiectul invenției este atins prin aceea că în cunoscută metoda de determinare a coeficientului de difuzie al radionuclidului în sol, care cuprinde introducerea radionuclidului în sol, măsurarea distribuției radionuclidului pe adâncimea solului, după un timp și calcularea coeficientului de difuzie dependență matematică pe soluri contaminate cu o singură dată de eliberare salvă de substanțe radioactive , distanța verticală măsurată de la suprafața exterioară a solului la punctul de concentrație maximă a radionuclidului, determina rata de transferabilitate convective un radionuclid, iar coeficientul de difuzie al radionuclidului în sol se găsește din următoarea relație: D (z m 2 u 2 t * 2) (0,5 zm + u t *) t * u -1 -2. (2) unde D este coeficientul de difuzie al radionuclidului în sol, m 2 / s; zm distanța de la suprafața exterioară a solului până la punctul cu concentrația maximă de radionuclizi, m; u viteza transferului de radionuclizi convectivi în sol, m / s.

t * timpul scurs de la eliberarea de voliu a materialului radioactiv pe sol, p.

Măsurarea radionuclidului în sol bazată pe determinarea activității specifice a solului, deoarece concentrația radionuclizilor în sol se găsește din raportul Ci kA -1 A y, Ip g / m 3 (3) în cazul în care activitatea kA pe unitate de masă a radionuclidului, Bq / g;
Ay, i activitatea solului specific la punctul i al stratului de sol, Bq / kg;
n este densitatea medie a solului din proba luată, kg / m3.

Activitatea specifică a solului este determinată după cum urmează.

Eșantionul de sol este luat și se măsoară masa acestuia, se măsoară activitatea radionuclidului conținut în proba solului, calculul se face prin formula
Ay, i = Bq / kg (4) unde Ai este activitatea radionuclidului conținut în punctul i al stratului de sol, Bq;
Masa Mi a eșantionului de sol i, kg.

Măsurătorile masei probei de sol și activitatea radionuclizilor din această probă, determinarea densității solului, în punctele de interes, se efectuează în conformitate cu cerințele standardelor de stat existente. Măsurătorile timpului scurs de la expulzarea volleyului de material radioactiv la suprafața solului și la distanța până la punctul cu activitatea maximă specifică a solului sunt de asemenea efectuate prin metode standard.

Pentru a determina rata de transfer convectiv al radionuclidului în sol se realizează prin orice metodă cunoscută, de exemplu, mărimea medie a vitezei fluidului liniar a soluției de sol (migrare Prohorov VM contaminanți radioactivi în sol. M. 1981, p. 85-86).

Raportul pentru calcularea coeficientului de difuziune a radionuclizilor în sol rezultă din soluția ecuației diferențiale
+ u D C,
(5) pentru următoarele condiții:
C (z, 0) 0, -D + uC (t), iC
(6) unde C (z, t) este concentrația de radionuclizi în sol, g / kg;
z coordonate verticale, m;
t timpul curent al procesului de migrare a radionuclizilor;
D este coeficientul de difuzie al radionuclidului în sol, m 2 / s;
viteza constantă de modificare a conținutului de radionuclizi din sol;
Q este masa radionuclidului care a căzut pe suprafața unității de suprafață a solului pe unitate de timp în timpul ejecției de pe sol a substanței radioactive, g / (m 2 s);
(t) este funcția delta delta.

Soluția ecuației (5) pentru condițiile (6) cu o precizie suficientă în calcule practice poate fi scrisă în formular
) x (0,5 u 2 t -1 +
Coordonarea punctului corespunzător activității specifice maxime a solului se determină din condiția dC / dz 0. Calculând funcția derivată (7) z și echivalând-o cu zero, obținem
D (sm 2 u 2 t * 2) (zm + 0,5u t *) x
x u -1 t * -2 m 2 / s (8)
Implementarea practică a metodei propuse pentru determinarea coeficientului de difuziune a radionuclizilor în sol a fost efectuată la Centrul Tulbic Chemicalisation and Agricultural Radioecology Center pentru teritoriile din regiunea Tula contaminată cu produsele accidentului de la Cernobîl. Au fost determinate valorile coeficientului de difuzie 137 Cs în sol, care au fost utilizate pentru a prezice radiația și situația ecologică în zonele contaminate. Investigațiile au fost efectuate pentru diferite ferme în funcție de observațiile pe teren ale distribuției a 137 Cs în soluri contaminate cu o singură evacuare a materialului radioactiv. Secțiunile solului de-a lungul cărora a fost determinat coeficientul de difuzie se găsesc pe soluri care diferă în funcție de proprietățile lor fizico-chimice. Rezultatele implementării practice a metodei propuse sunt prezentate în tabel.

O metodă de determinare a coeficientului de difuzie al radionuclidului în sol, care cuprinde administrarea unui radionuclid în sol, măsurarea distribuției adâncimii solului radionuclid după un timp și difuzie calcul coeficient relație matematică, caracterizat prin aceea că solurile contaminate cu o singură dată de eliberare salvă de material radioactiv, distanța măsurată pe verticală față suprafața exterioară a solului la punctul de concentrație maximă a radionuclidului, determină viteza transferului convectiv al radionuclidului, iar coeficientul de difuzie, D radionuclid în sol se găsește din următoarea relație:
D = (Z2m-U2t2 *) (Zm +
+0,5 Ut *) U -1 t - * 2,
unde D este coeficientul de difuzie al radionuclidului în sol, m 2 / s;
Zm este distanța de la suprafața exterioară a solului până la punctul cu concentrația maximă de radionuclizi, m;
U rata transferului de radionuclizi convectivi în sol, m / s;
t * timpul scurs din momentul ejecției de pe suprafața exterioară a pământului a materialului radioactiv, p.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: