Invenția se referă la protecția mediului și este destinată predicției migrării verticale a radionuclizilor în sol. Scopul invenției este de a reduce laboriositatea determinării vitezei transportului radionuclidic convectiv în sol. În acest scop, solurile contaminate cu o singură dată de eliberare salvă de substanțe radioactive este determinată activitatea specifică a solului în profunzime, distanța măsurată pe verticală de la suprafața solului la punctele corespunzătoare valorilor activității maxime și minime ale solului determinate densitate a solului în aceste straturi și de transfer convectiv de viteză este determinată de soluția numerică a controlului propus luând în considerare parametrii determinați anterior și timpul scurs de la momentul unei singure ejecții de vale a substanței radioactive. 1 tab.
DESCRIEREA INVENȚIEI LA PATENT
Invenția se referă la o știință a solului și a mediului înconjurător și pot fi utilizate în serviciile de monitorizare a radiațiilor de mediu și practicile Deservirea agrochimică în evaluarea și predicția migrării pe verticală a radionuclizilor în sol.
Este cunoscută o metodă pentru determinarea vitezei de filtrare a apei, constând în determinarea coeficientului de filtrare, a gradientului de presiune a fluidului în sol, a coeficientului de viteză de filtrare și a vitezei de filtrare a apei de la:
Vv kf I m m / c, (1) unde Vv este rata de filtrare a apei, m / s;
kf este coeficientul de filtrare a apei (dimensiunea depinde de valoarea numerică a coeficientului m);
I gradient de presiune a fluidului în sol, Pa / m;
coeficientul regimului de filtrare.
(Vezi Aryeh, AG, Bazele fizice ale filtrării apelor subterane, M. Nedra, 1984, pp. 7-8).
Această metodă are următoarele dezavantaje. În primul rând, este necesar să se efectueze un număr mare de măsurători ale ratei de filtrare în laborator pentru a obține o valoare medie pe perioada de interes; În al doilea rând, studiile sunt efectuate pe probe de sol în instalațiile de laborator, în timp ce structura naturală a solurilor este perturbată, ceea ce duce la o scădere a fiabilității rezultatelor; În al treilea rând, fiabilitatea estimării ratei de filtrare a fluidului este redusă, deoarece influența difuziei non-staționare a impurității asupra ratei transferului convectiv nu este luată în considerare.
Cel mai aproape în esență tehnică și rezultatul realizabil este o metodă de determinare a vitezei liniare a stronțiu-90 în soluri cuprinzând măsurarea distribuției radionuclidului în sol și viteza liniară medie a mișcării de umiditate a solului, determinarea conținutului de umiditate a solului și densitatea soluției de sol, determinarea coeficientului de distribuție a radionuclidului și viteza liniară stronțiu 90 se găsește din relația:
vl = m / s, (2) unde Vl este viteza liniară de mișcare a stronțiului 90 în sol, m / c;
W umiditatea solului;
U este viteza medie liniară a umidității solului, m / s;
Kd este coeficientul de distribuție a radionuclizilor;
γ este densitatea soluției de sol, kg / m3.
(Vezi Prokhorov, VM, "Migrația contaminanților radioactivi în sol", M. Energoizdat, 1981, pp. 85-86).
Principalele dezavantaje ale acestei metode sunt necesitatea de a măsura viteza de umiditate a solului și lipsa de informații cu privire la dinamica profilului vertical al radionuclidului. Măsurarea vitezei liniare de umiditate a solului atât magnitudinea și direcția din cauza dificultăților experimentale mari ca sezonier flux de umiditate de multe ori schimbarea mărimii și direcției. Prin urmare, pentru a obține estimări fiabile ale valorii medii a vitezei liniare a mișcării umidității solului necesară efectuarea de observare pe termen lung, care crește semnificativ complexitatea determinarea ratei de transfer convectiv al radionuclidului în sol.
Trebuie remarcat faptul că sensul fizic al vitezei liniare a radionuclidului în rata de transfer a solului și convectiv al radionuclidului în sol la fel, dar termenul din urmă este de obicei înțeleasă în teoria mass-energie.
Obiectivul prezentei invenții este acela de a reduce laboriositatea determinării vitezei transferului de radionuclizi convectivi în sol, a cărui suprafață este contaminată prin ejectarea de vapori de material radioactiv.
Obiectul invenției este atins prin aceea că, în metoda cunoscută pentru determinarea vitezei liniare a radionuclidului în sol, care cuprinde o măsurare a distribuției radionuclidului în sol, densitatea solului și calcularea vitezei de transport convectiv prin relația matematică, caracterizată prin aceea că solurile contaminate cu o singură dată de eliberare salvă de substanțe radioactive determinarea activității specifice a solului la diferite adâncimi, distanța verticală măsurată de la suprafața exterioară a solului în punctele corespunzătoare valorilor maxime activitate clorhidric și minimă a solului, solul este densitatea determinată în aceste straturi, iar rata de transfer convectiv al radionuclidului în sol este găsit prin rezolvarea numerică a ecuațiilor:
×
× exp -0,5. (3) unde Ay *. Valori m ale activității specifice maxime și minime a solului, Vk / kg;
γp.m. γn * densitatea solului în straturile corespunzătoare valorilor activității maxime și minime, kg / m3;
z * distanța de la suprafața exterioară a solului până la punctul de activitate minimă, m;
zm distanța de la suprafața exterioară a solului până la punctul de activitate maximă;
t * timpul scurs de la eliberarea de vale a materialului radioactiv în sol;
u viteza transferului de radionuclizi convectivi în sol, m / s.
Activitatea specifică a solului se determină după cum urmează: se prelevează un eșantion de sol și se măsoară masa acestuia; Se măsoară activitatea radionuclidului conținut în proba de sol; calculați prin formula
Ay, i = Bq / kg (4) unde Ayi este activitatea specifică a eșantionului de i-le, Bq / kg;
Activitatea Ai a radionuclidului conținut în proba de sol i, Bq;
Masa Mi a eșantionului de sol i, kg.
Măsurarea masei probei de sol și activitatea prezentă radionuclidului în eșantion, se efectuează în conformitate cu standardele guvernamentale aplicabile. Măsurarea timpului scurs de la eliberarea salvă a substanțelor radioactive la suprafața solului, iar distanțele până la punctele de activitate a solului specifică maximă și minimă a fost de asemenea realizată prin metode standard. Pentru a obține distribuția teoretică a radionuclidului în sol, ecuația diferențială
+ u D λC, (5) pentru următoarele condiții:
C (z, 0) 0, -D + uC () m C ≠ ∞, (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 radionuclizilor în sol, m 2 / c;
λ - constanta vitezei de modificare a continutului de radionuclide in 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);
δ (t) este funcția delta a lui Dirac.
Soluția ecuației (5) pentru condiția (6), cu o precizie suficientă în calcule practice, poate fi scrisă sub forma:
C (z, t) exp [- (0,5u 2 t -1 +
+λ) t] exp [-0,5zD-1 (0,5zt -1 + u)] g / m 3. (7)
Coordonarea punctului corespunzător activității maxime specifice a solului se determină din condiția dC / dz 0. Calculând derivatul funcției (7) în raport cu z și echivalând-l cu zero, obținem
D (m2 2 u 2 t * 2) m 2 / c. (8)
Concentrația de radionuclizi și activitatea specifică a solului sunt legate de relație
Ay = Bq / kg, (9) unde kA este activitatea pe unitate de masă a radionuclidului, Bq / g;
yn este densitatea medie a solului din proba luată, kg / m3.
Realizarea practică a metodei propuse pentru determinarea vitezei de transport convectiv al radionuclidului în sol implementat în aplicarea substanțelor chimice și agricole radioecologiei Centrul „Tula“ pentru zone ale regiunii contaminate Tula ejecție produs de accidentul de la Cernobîl. Valorile au fost determinate de viteza de transport convectiv în sol 137 Cs, care sunt utilizate pentru predicția radiațiilor și situației ecologice în zonele contaminate. Astfel, timpul necesar pentru a defini fiecare valoare a vitezei de transport convectiv al radionuclidului în sol nu depășesc 5 zile și complexitate scăzută studii de 9 ori. Studiile efectuate pentru diferite ferme, reducerile, prin care convective ratei de transport determinarea radionuclidul sunt pe soluri care diferă unele de altele în proprietățile lor fizico-chimice. Rezultatele realizarea practică a metodei propuse sunt prezentate în tabel.
FORMULARUL INVENȚIEI
METODA DE DETERMINARE SPEED transportul convectiv de radionuclizi în sol care cuprinde determinarea distribuției radionuclidului în densitatea solului și a solului și calcularea vitezei de transport convectiv al radionuclidului de relația matematică, caracterizată prin aceea că solurile contaminate cu o singură dată de eliberare salvă de substanțe radioactive este determinată activitatea specifică a solului la diferite adâncimi, distanța verticală măsurată de la suprafața exterioară a solului la punctele care corespund valorilor de activitate minimă a solului și maxime, sol lotnost determinat în straturile corespunzătoare valorilor maxime și minime ale activității și rata de transfer convectiv al radionuclidului în sol se găsește prin ecuația de rezolvare numerică
unde Au *. Aum - valori ale activității specifice maxime și minime a solului, Bq / kg;
yn, m. γp * - densitatea solului în straturile corespunzătoare valorilor activității maxime și minime, kg / m3;
z * - distanța de la suprafața exterioară a solului până la punctul de activitate minimă, m;
zm - distanța de la suprafața exterioară a solului până la punctul de activitate maximă, m;
t * - timpul scurs de la eliberarea de vale a materialului radioactiv în sol;
u este viteza transportului radionuclidic convectiv în sol, m / s.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: