Оцінювання вмісту 90Sr у деревині сосни звичайної на основі вимірювання щільності потоку бета-частинок із поверхні кори стовбура



DOI: http://dx.doi.org/10.31548/forest2021.01.006

D. M. Holiaka, S. E. Levchuk, Ya. A. Savytska, O. M. Lesnik, V. V. Humeniuk, V. S. Morozova, Yu. S. Prokopuk, O. V. Kashparova

Анотація


Процес вимірювання вмісту 90Sr у компонентах лісових екосистем із застосуванням радіохімічних методів потребує значних затрат часу та праці для отримання вихідних результатів. Менш точна, однак швидке оцінювання цього радіонукліда на етапі польових робіт може значно пришвидшити процес прийняття рішення про можливість залучення певної лісової ділянки до експериментальних робіт чи використання її у господарських цілях. Вітчизняні й іноземні наукові колективи часто присвячують публікації схожим експрес-методам визначення вмісту біологічно мобільних радіонуклідів (137Сs і 90Sr): питомої активності, щільності забруднення і т. д., тому що вони дають змогу значно зменшити обсяги польових і лабораторних робіт. Спираючись на зібрані польові матеріали з 13 експериментальних майданчиків, чистих за складом соснових деревостанів, виявлено тісні (r = 0,85–0,94), статистично значущі за p = 0,05, зв’язки між питомою активністю 90Sr у стовбурній деревині та результатами вимірювання щільності бета-потоку радіометром із поверхні кори деревних стовбурів сосни звичайної на висоті 1,3 м у межах 10 км зони навколо Чорнобильської АЕС. Встановлено прямі, лінійні залежності між усередненим вмістом 90Sr у анатомічних частинах стовбурів дерев соснових деревостанів (заболоні, ядрі й усій деревині) та поверхневою щільністю потоку бета-частинок з кори дерев, що використані для створення регресійних рівнянь, які придатні для попереднього оцінювання питомої активності досліджуваного радіоізотопу в деревині у польових умовах (R2 = 0,90–0,96). Ідентифіковано тісну кореляцію (r = 0,93) між середнім діаметром деревостану та відношенням концентрацій 90Sr у заболоні до питомої активності радіонукліда в ядровій деревині стовбурів. Встановлено залежності вмісту 90Sr від щільності потоку бета-частинок із поверхні кори стовбурів дерев та співвідношення питомої активності цього радіонукліда між заболонню і ядром цілком можна рекомендувати як спосіб для експрес-вимірювання 90Sr у деревині сосни звичайної. Однак, враховуючи незначний обсяг вибірки та важливість розглянутого питання, необхідно продовжити роботи у вказаному напрямі зі збільшенням кількості емпіричних даних для соснових деревостанів, а також залученням спостережень за іншими основними лісотвірними деревними видами зони відчуження.

Ключові слова: лісова екосистема, радіонуклід, питома активність, заболонь, ядро, стовбурна деревина, Чорнобильська зона відчуження.


Повний текст:

PDF

Посилання


Aramrun, P., Beresford, N. A., & Wood, M. D. (2018). Selecting passive dosimetry technologies for measuring the external dose of terrestrial wildlife. Journal of Environmental Radioactivity, 182, 128-137. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.12.001

Beresford, N. A., Barnett, C. L., Gashchak, S., Maksimenko, A., Guliaichenko, E., Wood, M. D., & Izquierdo, M. (2020). Radionuclide transfer to wildlife at a 'Reference site' in the Chernobyl Exclusion Zone and resultant radiation exposures. Journal of Environmental Radioactivity, 211, 105661. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.02.007

Bilous, A., Holiaka, D., Matsala, M., Kashparov, V., Schepaschenko, D., Lakyda, P., Shvidenko, A., Myroniuk, V., & Otreshko, L. (2020). 90Sr content in the stemwood of forests within Ukrainian Polissya. Forests, 11, 270. https://doi.org/10.3390/f11030270

Briechle, S., Sizov, A., Tretyak, O., Antropov, V., Molitor, N., & Krzystek, P. (2018). UAV-based detection of unknown radioactive biomass deposits in Chernobyl's exclusion zone. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XLII-2, 163-169. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-163-2018

Central Research Institute of Agrochemical Service. (1985). Methodical instructions for the determination of strontium-90 and cesium-137 in soils and plants [in Russian].

Ewert, U. (2016). Progress in digital industrial radiology - Part 1: Radiographic techniques-film replacement and backscatter imaging. Nondestructive Testing and Diagnostics, 1-2, 37-43. http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/ bwmeta1.element.baztech-051b8cf1-7577-40cf-a615-3066ee951f01/c/Evert.pdf

IAEA. (2003). Guidelines for radioelement mapping using gamma ray spectrometry data: IAEA-TECDOC-1363.

Holiaka, D. M., Levchuk, S. E., Kashparov, V. A., Holiaka, M. A., Yoschenko, L. V., Otreshko, L. N., Kosarchuk, O. V., & Lazarev, N. M. (2020a). Vertical distribution of 90Sr in soil profiles and its uptake by Scots pine (Pinus sylvestris L.) wood growing within the Chernobyl exclusion zone. Nuclear Physics and Atomic Energy, 21 (2), 157-165 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15407/jnpae2020.02.157

Holiaka, D., Yoschenko, V., Levchuk, S., & Kashparov, V. (2020b). Distributions of 137Cs and 90Sr activity concentrations in trunk of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the Chernobyl zone. Journal of Environmental Radioactivity, 222, 106319. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106319

Iliev, I. I. (2019). Calibration of а system for air-borne gamma spectrometry survey and mapping implementation. Bulgarian Chemical Communications, 51 (4), 611-617. 10.34049/bcc.51.4.5128

Kashparov, V., Levchuk, S., Zhurba, M., Protsak, V., Beresford, N. A., & Chaplow, J. S. (2020). Spatial radionuclide deposition data from the 60 km radial area around the Chernobyl Nuclear Power Plant: results from a sampling survey in 1987. Earth System Science Data, 12 (3), 1861-1875. https://doi.org/10.5194/essd-12-1861-2020

Kashparov, V., Levchuk, S., Zhurba, M., Protsak, V., Khomutinin, Yu., Beresford, N. A., & Chaplow J. S. (2018). Spatial datasets of radionuclide contamination in the Ukrainian Chernobyl Exclusion Zone. Earth System Science Data, 10 (1), 339-353. https://doi.org/10.5194/essd-10-339-2018

Keisuke, K., Mitsutaka, Y., Yuto, N., Nobuo, S., Yong-Gen, Y., Toshihiro, Y., & Naoki, K. (2018). Development of an easy and simple method to measure the environmental radioactivity in trees with efficient personal dosimeters. Radioisotopes, 67 (9), 427-434. https://doi.org/10.3769/radioisotopes.67.427

Khomutinin, Y., Glukhovsky, О., Protsak, V., Kashparov, V., Levchuk, S., & Pavliuchenko, V. (2018). Cartographing of "spots" of radioactive pollution. Nuclear and Radiation Safety, 2 (78), 49-54 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.32918/nrs.2018.2(78).08

Khomutinin, Yu., Fesenko, S., Levchuk, S., Zhebrovska, K., & Kashparov, V. (2020). Optimising sampling strategies for emergency response: Soil sampling. Journal of Environmental Radioactivity, 222, 106344.https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106344

Ministry of Health of Ukraine & State Emergency Service of Ukraine (2008). About the statement of Rules of radiation safety at carrying out of works in the exclusion zone and the zone of unconditional (mandatory) resettlement. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0754-08#Text [in Ukrainian].

Pradeep Kumar, K. A., Shanmugha Sundaram, G. A., Sharma, B. K., Venkatesh, S., & Thiruvengadathan, R. (2020). Advances in gamma radiation detection systems for emergency radiation monitoring. Nuclear Engineering and Technology, 52 (10), 2151-2161. https://doi.org/10.1016/j.net.2020.03.014

Volterrani, D., Erba, P. A., Carrio, I., Strauss, H. W., & Mariani, G. (Eds.). (2019). Nuclear Medicine Textbook. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-95564-3

Yoschenko, V. I., Kashparov, V. A., Melnychuk, M. D., Levchuk, S. E., Bondar, Yu. O., Lazarev, M., Yoschenko, M. I., Farfán, E. B., & Jannik, G. T. (2011). Chronic irradiation of Scots pine trees (Pinus sylvestris) in the Chernobyl exclusion zone: dosimetry and radiobiological effects. Health Physics, 101 (4), 393-408. https://doi.org/10.1097/HP.0b013e3182118094

Yoshihara, T., Kurita, K., Matsumura, H., Yoschenko, V., Kawachi, N., Hashida, Sh., Konoplev, A., & Yoshida, H. (2019). Assessment of gamma radiation from a limited area of forest floor using a cumulative personal dosimeter. Journal of Environmental Radioactivity, 204, 95-103. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.03.023

Zabulonov, Yu. L., Burtnyak, V. M., & Zolkin, I. O. (2015). Airborne gamma spectrometric survey in the Chernobyl exclusion zone based on octocopter UAV type. Problems of Atomic Science and Technology, 5 (99), 163-169. https://vant.kipt.kharkov.ua/ARTICLE/VANT_2015_5/article_2015_5_163.pdf


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.