Application of laboratory beta radiometry for quantitative indication of radionuclide concentration in plant samples

Дмитро Дмитрович Ганжа; Дмитро Дмитрович Ганжа; Борис Миколайович Сплошной

doi:10.15587/2519-8025.2021.228646

Автор(и)

Дмитро Дмитрович Ганжа Івано-Франківське відділення Українське географічне товариство, Україна https://orcid.org/0000-0001-8625-4498
Дмитро Дмитрович Ганжа Інститут Гідробіології Національної Академії Наук України, Україна https://orcid.org/0000-0001-8216-8031
Борис Миколайович Сплошной Державне спеціалізоване підприємство “ Центральне підприємство з поводження з радіоактивними відходами”, Україна https://orcid.org/0000-0003-0547-6860

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-8025.2021.228646

Ключові слова:

Chernobyl exclusion zone, 90Sr, 137Cs, plants, radioecology, beta-radiometry, radiospectrometry

Анотація

Мета – удосконалення бета-радіометричного способу кількісної індикації вмісту ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs в лічильних зразках рослин.

Матеріал і методи. У Чорнобильській зоні відчуження (ЧЗВ) в 2017, 2019 р. відібрано листки берези повислої, тополі чорної, очерету звичайного, осоки гострої, які висушували, подрібнювали, та використовували в якості лічильних зразків для бета радіометрії та спектрометрії. Для вимірювань застосовано радіометр комбінований КРК-1 і спектрометр енергії бета-випромінювання СЕБ 01-150.

Результати. В теперішній час у рослинних зразках з ЧЗВ розповсюджені: природний ⁴⁰К, концентрація якого як правило менше 1 %, порівняно із концентрацією техногенних радіонуклідів ⁹⁰Sr+⁹⁰Y та ¹³⁷Cs, тому при вимірюванні ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs бета випромінюванням ⁴⁰К – можна знехтувати. Вимірювання проведені без фільтру та із застосуванням фільтру із тонкого молібдену. Без фільтру – показують швидкість рахування випромінювання ⁹⁰Sr+⁹⁰Y та ¹³⁷Cs. Фільтр із молібдена пропускає 2–3,5 % низькоенергетичного бета-випромінювання ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs та більше ніж на 95 % – високоенергетичного – ⁹⁰Y. Відношення швидкості рахування імпульсів ⁹⁰Y з фільтром та без нього складає 2,14. Концентрацію ⁹⁰Sr у зразках встановлювали за результатами вимірювання ⁹⁰Y, а ¹³⁷Сs – через частку швидкості рахування, що залишається за вирахуванням ⁹⁰Sr+⁹⁰Y. Порівняння концентрації радіонуклідів виміряної способом бета-радіометрії та бета-спектрометрії показало відсутність достовірної різниці між результатами отриманими обома методами.

Висновки. Спосіб бета радіометрії ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs передбачає вимірювання швидкості рахування бета-випромінювання лічильних зразків без фільтру та із застосуванням фільтру з тонкого молібдену. За результатами досліджень розроблено процедуру обчислення концентрації ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs у лічильних зразках листків рослин

Біографії авторів

Дмитро Дмитрович Ганжа, Івано-Франківське відділення Українське географічне товариство

Кандидат біологічних наук, член товариства

Дмитро Дмитрович Ганжа, Інститут Гідробіології Національної Академії Наук України

Аспірант

Борис Миколайович Сплошной, Державне спеціалізоване підприємство “ Центральне підприємство з поводження з радіоактивними відходами”

Провідний інженер

Посилання

Hou, X., Roos, P. (2008). Critical comparison of radiometric and mass spectrometric methods for the determination of radionuclides in environmental, biological and nuclear waste samples. Analytica Chimica Acta, 608 (2), 105–139. doi: http://doi.org/10.1016/j.aca.2007.12.012
Maksimov, M. T., Odjagov, G. O. (1989). Radioactive contamination and their measurement. Moscow: Energoatomizdat, 2, 304.
Cherniavskyi, Y. Yu., Cherniavskyi, O. Yu., Pysarev, S. A., Halak, A. V. (2015). Accounting of mixed radiation during the measurement radioactive contamination of different subjects in field conditions. Zbirnyk naukovykh prats Kharkivskoho universytetu Povitrianykh Syl, 2 (43), 159–165.
Sahin, S., Kursat, M., Yilmaz, E., Kuluozturk, M. H. (2016). Determination of the gross alpha-beta radioactivity levels in some of medicinal and aromatic plants. Applied Science Reports, 14 (2), 202–206. doi: http://doi.org/10.15192/pscp.asr.2016.14.2.202206
Radiometri kombinirovannie KRK-1. Tekhnicheskoe opisanie i instruktsiia po ekspluatatsii. 1.287.603 TO, 47.
Rubinstein, R. Y., Kroese, D. P. (2017). Simulation and the Monte Carlo method. John Wiley & Sons, 396.
Hanzha, D. D., Hanzha, D. D. (2015). The accumulation of radionuclides, potassium, calcium ions in leaves of Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. Naukovi zapysky Ternopilskoho natsionalnoho pedahohichnoho universytetu imeni Volodymyra Hnatiuka. Hidroekolohiia, 3/4 (64), 119–122.
Ganzha, D. D., Ganzha, D. D., Nazarov, A. B. (2020). The tensile breaking strenght of Phragmites Australis (CAV.) TRIN. EX STEUD. leaves as a chronic irradiation effect. RAP Conference Proceedings, 4, 103–107. doi: http://doi.org/10.37392/rapproc.2019.20
Be, M. M., Chiste, V., Dulien, C. et. al. (2004). Table of radionuclides (comments of evaluation). Monographie BIPM-5, Pavillon de Breteuil, 494.
Ganzha, C. D., Gudkov, D. I., Ganzha, D. D., Nazarov, A. B. (2020). Accumulation and distribution of radionuclides in higher aquatic plants during the vegetation period. Journal of Environmental Radioactivity, 222, 106361. doi: http://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106361
Levchuk, S. (2016). Dovidnyk po osnovnykh metodakh vyznachannia aktyvnosti radionuklidiv. Natsionalnyi universytet bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrainy. Kyiv, 119.
Babenko, V. V., Kazymyrov, A. S., Rudik, A. F. (2001). Beta-spektrometryia prob okruzhaiushchei sredi. Mizhnarodne spivrobitnytstvo v Chornobyli. Kyiv, 477–493.