Восточноукраинский национальный университет им. В. Даля, Луганск, Украина ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ГАММА-АКТИВНОСТИ ПОРОД ШАХТНЫХ ОТВАЛОВ. Воробьёв С.Г., Кудленко В.Г.

Для достижения поставленной цели нами были поставлены следующие задачи: 1) Произвести оценку гамма - фона и гамма - активность породы. 2) Изучив энергетические спектры гамма-лучей, определить радиоактивные изотопы, ответственные за активность породы. Для достижения поставленной цели нами были поставлены следующие задачи: 1) Произвести оценку гамма - фона и гамма - активность породы. 2) Изучив энергетические спектры гамма-лучей, определить радиоактивные изотопы, ответственные за активность породы. Целью наших исследований является определение удельной активности пород шахтных отвалов.

Объектами исследований стали отвалы шахты, «Княженская» г. Красный Луч (рис. 1), шахты «Дувана» г. Суходольск (рис. 2) и шахты «Матросская.» г. Лисичанск (рис. 3). рис. 3рис. 2 рис. 1

Использовался СД на основе NaJ(Tl) размером 63х63 мм. и ФЭУ-82, сигналы с которого подавались на ПС или АА. Для уменьшения фона детектор был окружен свинцовой защитой толщиной 2,5 см. Рис. 4-Детектор гамма –спектрометра и его защита

Результаты измерений ( табл. 1). Время измерения 1 мин. Отвал шахты Матросская Отвал шахты ДуванаОтвал шахты Княженская т. уд. γ-акт. Бк/кг т.уд.γ-акт. Бк/кг т. уд. γ-акт. Бк/кг 117,19±2,36111 ± 1,95219,3±5,3 3.1А11,01±1,8729,4 ± 1,69320,4±5,6 3.1К19,93±1,7738,66 ± 1,66827,4±7,6 3.2Б10,14±1,9948,47 ± 1,73 3.4БА9,13±1,8758,4 ± 1,67 3.4K18,9±2,1467,1 ± 1,49 3.5А8,7 ± 2,1 3.5K18,5±2,19 Таблица 1

Наблюдается тенденция увеличения удельной гамма- активности от прилегающей территории к террикону. Рисунок 5 - График зависимости удельной гамма-активности от расстояния до террикона шахты Дувана

Градуировка гамма- спектрометра производилась при помощи изотопных источников Cs-137 и Со-60 В спектре породы в т. 2. террикона шахты Княженская был обнаружен небольшой пик, соответствующий энергии 1,6 МэВ. Его можно было трактовать как парный пик изотопа Th-232. Энергетическое разрешение спектрометра в этой области составляло примерно 10 %, т.е. указанная область перекрывается фоновым излучением элемента К-40, неизбежно присутствующим в строительных материалах. Более детального исследования гамма-спектров образцов мы не проводили так как подозрение на излучение изотопа Cs-137 (последствие Чернобыльской аварии) не получило подтверждений. Мы планируем продолжить подобные исследования с защитой спектрометра антисовпадениями.

Были также проведены измерения альфа активности указанных образцов породы. Измерения проводились сцинтилляционным радиометром (рис. 6), чувствительным элементом которого служил тонкий слой сернистого цинка ZnS(Ag). Эффективность регистрации радиометром α - излучения источника на основе плутония Pu239 (Eα=5,15 МэВ) в нашей геометрии эксперимента составляла 15%. Рисунок 6 – Сцинтилляционный радиометр α - частиц Результаты измерений. Согласно полученных результатов, альфа-активность породы, и почв прилегающих к терриконам находится на уровне фона.

Выводы: 1.Наблюдается тенденция увеличения удельной гамма-активности от прилегающей территории к террикону. Также выявлено в различных угольных районах разная удельная гамма - активность породы. 2.Удельная активность всех проб превышает фоновое значение, но в то же время не превышает предельно-допустимого значения для стройматериалов, которое составляет 370 Бк/кг. 3. Если умножить полученную удельную гамма-активность на массу террикона (840 тыс. т) то полученное значение активности всего террикона составит порядка 1 Кюри. 4. Присутсвия изотопа Cs-137 в исследованных образцах не обнаружено. Мы считаем, что превышение над гамма - фоном обусловлено содержаниям в образцах Th-232, других тяжелых элементов и их продуктов распада. Наибольший вклад в фон дает изотоп К Альфа-активность породы и почв прилегающих к терриконам находится на одном уровне с фоном.

Спасибо за внимание!