Определения удельной гамма-активности пород шахтных отвалов

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. 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. 3 рис. 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. Таблица 1 Отвал шахты Матросская Отвал шахты Дувана Отвал шахты Княженская № т. уд. γ-акт. Бк/кг № т. уд.γ-акт. Бк/кг № т. уд. γ-акт. Бк/кг 1 17,19±2,36 1 11 ± 1,95 2 19,3±5,3 3.1А 11,01±1,87 2 9,4 ± 1,69 3 20,4±5,6 3.1К1 9,93±1,77 3 8,66 ± 1,66 8 27,4±7,6 3.2Б 10,14±1,99 4 8,47 ± 1,73 3.4БА 9,13±1,87 5 8,4 ± 1,67 3.4K1 8,9±2,14 6 7,1 ± 1,49 3.5А 8,7 ± 2,1 3.5K1 8,5±2,19

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: Наблюдается тенденция увеличения удельной гамма-активности от прилегающей территории к террикону. Также выявлено в различных угольных районах разная удельная гамма - активность породы. 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-40. 5. Альфа-активность породы и почв прилегающих к терриконам находится на одном уровне с фоном.

Спасибо за внимание!