ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ:

Поиск по порталу:
  

  
    Научные направления     
    Публикации     

Радиоэкология

Руководители: научный руководитель ЛРК ТПУ, доцент В.Д. Каратаев, доцент Н.К.Рыжакова, старший преподаватель Л.П. Шура, доцент В.С. Яковлева

В настоящее время накоплен опыт обобщения точечной дискретной аналитической информации об удельной массовой радиоактивности в изораспределения на обследованных территориях с применением ГИС- технологий. Полученные результаты позволяют определить источники привнесенной радиоактивности и рассчитать дополнительные к природным (фоновым) эквивалентные дозы внешнего облучения населения. В проведении работы по разработке базы данных принимают участие научные сотрудники, аспиранты и студенты старших курсов.

Кроме того, в результате проведенных мониторинговых работ в жилой зоне города Томска получены экспериментальные данные об уровнях радиоактивного газа радона в жилых помещениях. Все обследованные дома ранжированы по типам строительных материалов, по этажности. Получены зависимости уровней радона от этажности зданий и от типа застройки. Выявлены районы повышенной эксхалляции радона и концентрации его в атмосфере жилых зданий. В дальнейшем возможны корреляции полученных результатов с геологическими структурами на обследованных территориях и определение коэффициентов диффузии для радона из подстилающих грунтов, характерных для обследованных территорий.

Получены результаты о миграционных процессах радионуклидов в экосистеме почва-растение на примере двух видов папоротников: "страусопера" и "орляка". Первые же результаты показали, что наиболее интенсивное аккумулирование радионуклидов приходится на весенний период вегетации растений. Подтверждено наличие корневого барьера и показана его зависимость от концентрации радионуклидов в почве. Однако, для разработки модели миграции разных радионуклидов в экосистеме почва-растение и получения достоверных результатов требуется дальнейшая наработка статистической информации.

Радиоэкологический мониторинг окружающей среды. Проводится с использованием ядерно-физических методов исследования – спектрометрии и нейтронно-активационного анализа изучаемых объектов. Особое внимание уделяется изучению загрязнения атмосферы токсичными металлами и радиоактивными нуклидами. Разрабатывается методика контроля за состоянием атмосферы, позволяющая охватывать достаточно большие территории. Методика основана на определении содержания токсичных элементов в мхах-биоиндикаторах с помощью нейтронно-активационного анализа.

В рамках данного направления проводятся следующие исследования:

  • радиоэкологический мониторинг окружающей среды;
  • создание баз данных по распределению радионуклидов естественного и техногенного происхождения, аккумулированных в природных и техногенных экосистемах на территории Томского района;
  • установление причинно-следственных связей между типами производственной деятельности и темпами загрязнения окружающей среды радиоактивными элементами;
  • исследование миграционных процессов радионуклидов в экосистемах почва-растение, почва-вода;
  • исследование эманации радиоактивного газа радона в грунтах и строительных материалах, эксхалляции его в атмосферу жилых зданий;
  • перенос радона через почвогрунты;
  • расчет дозовых нагрузок для населения, проживающего на обследованных территориях;
  • анализ и представление результатов исследований с использованием технологии географических информационных систем (ГИС);

Радон (222Rn) – как предвестник землетрясений

Руководители: доцент В.Д. Каратаев, доцент В.С. Яковлева

В начале XX века основоположник русской сейсмологии Б.Б. Голицин высказал идею о целесообразности использования изменений химического состава подземных вод и подпочвенного воздуха для прогноза землетрясений. За прошедшее столетие эта идея была реализована многими исследователями и нашла широкое применение в практике. Наиболее технологичным методом в геохимических исследованиях с целью прогноза землетрясений является мониторинг концентрации радона, растворенного в водах подземных резервуаров и в подпочвенном воздухе. Он основан на хорошо разработанной теории массопереноса радона и эманационном методе картирования с целью поиска месторождений радиоактивных руд, который начал развиваться в 30-е годы XX века. Начиная с 70-х годов XX века радоновый метод стал активно использоваться во всех сейсмоактивных регионах мира. После некоторого спада с середины 80-х годов наблюдается повышенный интерес к изучению сейсмоэманационных эффектов геологических структур во многих регионах мира.

Как показал печальный опыт катастрофического землетрясения с магнитудой М ≈ 9, произошедшего 26 декабря 2004 г. в Индийском океане, в результате которого под волной цунами и разрушениях погибло ~ 300 тысяч человек, прогноз сильных землетрясений остается крайне важной задачей для человечества.

Полувековые работы по регистрации радона, проведенные в разных геологических структурах с использованием различной аппаратуры, показали перспективность сейсмоэманационного метода. Поэтому дальнейшее развитие и совершенствование этого метода, как в методическом так и в аппаратурном плане, является актуальной задачей для целей прогноза землетрясений.

Ряд экспериментальных исследований, проведенных в сейсмоактивных регионах, показал, что резкие изменения, в том числе кратковременные, напряженно - деформированного состояния контакта между блоками горный породы могут приводить к возникновению межблоковых перемещений, которые проявляются в виде «квазивязкого» течения материала земной коры. По-видимому, процесс ползучести за счет квазивязкого течения горных масс порождает «геодеформационные волны», обусловленные взаимодействием отдельных блоков геологической среды. Этот процесс воздействует на поле радона, причем аномалии имеют различную форму в зависимости от расположения пунктов регистрации относительно границ отдельных блоков.

В рамках данного научного направления проводятся исследования, совместно с ИВиС ДВО РАН (Фирстов П.П.), Институтом геофизики УрО РАН (академик Уткин В.И.), Геологическим обществом Израиля (The Geological Survey of Israel, Gideon Steinitz).

Перенос радона через почвогрунты

Руководитель: доцент Н.К. Рыжакова

Изучаются диффузионный и конвективный механизмы переноса, а также влияние на эти механизмы таких характеристик грунта, как пористость и влажность. С этой целью проводятся измерения объемной активности радона в почвенном воздухе, измеряется коэффициент диффузии радона в почвогрунтах в натурных и лабораторных условиях.

Фотообразование и рассеяние мезонов на нуклонах и лёгких ядрах в области энергий возбуждения барионных резонансов и мезонные ядра

Руководитель: профессор В.А. Трясучёв

Исследования направлены в первую очередь на поиск новых «недостающих» резонансов, изучение электромагнитных свойств барионных резонансов, определение сечений взаимодействия короткоживущих мезонов (ή,η) с ядрами, а также на изучение возможности образования связанных η-мезон-ядерных систем. В рамках импульсного приближения и ядерной модели оболочек с промежуточной связью построена градиентно инвариантная амплитуда фоторождения псевдоскалярных мезонов на p-оболочечных ядрах с учётом фермиевского движения нуклонов с целью систематического исследования реакций на ядре с переходом последнего в определённое возбуждённое состояние (парциальные реакции фоторождения). Теоретически обоснован метод выделения конечного ядерного состояния в таких реакциях путём регистрации в совпадении гамма-кванта от распада возбуждённого конечного ядра с мезоном. Обнаружено, что угловые распределения распадных квантов содержат важную информацию о поляризации образующихся возбуждённых ядер в парциальных реакциях фоторождения, что является новым аспектом в программах изучения фоторождения мезонов на ядрах.

Для доказательства существования η-ядер, предсказанных 20 лет назад, была изучена возможность их фотообразования. С этой целью изыскан канал с наибольшим сечением фоторождения лёгких η-ядер, предложен механизм фотообразования η-ядер на атомном ядре и, впервые, вычислены вероятности фоторождения η-ядер. Предложен и теоретически обоснован новый способ регистрации этих, пока ещё мало изученных объектов.

С помощью построенной динамической модели однонуклонного фоторождения мезонов анализируются современные результаты экспериментов (Майнц, Бонн, Гренобль, JLab) по фоторождению η- и ή-мезонов на протонах и нейтронах. Резонансные мультипольные амплитуды брайт-вигнеровской формы в нашей модели имеют монтгомеревскую параметризию. Как следствие модель включает минимальное число свободных параметров, что, несомненно, является её достоинством. Из сравнения теории с экспериментом ищутся новые и уточняются сведения об известных нуклонных резонансах, столь необходимых для проверки многочисленных динамических кварковых моделей барионов.