International Radioecology Laboratory

SLAVUTYCH, UKRAINE CHORNOBYL, UKRAINE 19.07.07Бондарьков М.Д. International Radioecology Laboratory Миграционная подвижность изотопов 90Sr, 137Cs, 154Eu, 241Am и Pu в почвах топливных следов выпадений ближней зоны ЧАЭС М. Д. Бондарьков, Д. М. Бондарьков, С. П. Гащак, М. В. Желтоножская, Ю. А. Иванов, А. М. Максименко

Чорнобильська АЕС Єкспериментальна ділянка - «Рудий Ліс» Схема розташування трьох експериментальних площадок на ділянці “Рудого Лісу”

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: • Миграционная подвижность изотопов 90Sr, 137Cs, 154Eu, 241Am и Pu в почвах топливных следов выпадений ближней зоны ЧАЭС • ЗАДАЧИ: • исследовать процессы вертикальной миграции радионуклидов чернобыльского происхождения в образцах почвы изучаемых полигонов; • с использованием полученных экспериментальных данных уточнить параметры модели конвективно-диффузионного переноса изотопов Pu,241Am, 154,155Eu, 90Sr, 137Cs в почвенных профилях ближней зоны ЧАЭС. • рассчитать экологические периоды полуочищения 5см. корнеобитаемых горизонтов почв ближней зоны ЧАЭС

МЕТОДЫ • БЕТА-СПЕКТРОМЕТРИЯ: 90Sr • РЕНТГЕНОВСКАЯ ИГАММА-СПЕКТРОМЕТРИЯ: 134Cs, 137Cs, 154,155Eu,241Am,238-239-240-241Pu • АЛЬФА-СПЕКТРОМЕТРИЯ: 238-239240-241Pu, 241Am • РАДИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ: 90Sr,238-239240-241Pu, 241Am • математическая статистика, математическое моделирование

Методы и результаты • С использованием общепринятых методов анализа и разработаных методик проведены экспериментальные измерения активности радионуклидов 90Sr, 137Cs, 154-155Eu, 241Am и Pu в ~2000 образцов почвы на топливных следах выпадений в ближней зоне ЧАЭС, отобранных в 2001-2003 гг. Проанализировано более 100 профилей почв на глубину 30см. • Анализ вертикального распределения радионуклидов по профилю почв показал существенное влияние физико-химических форм выпадений, характеристик почвенного покрова, свойств радионуклидов как изотопов конкретных химических элементов, роющей деятельности животных и т.д., наблюдается четкая дифференциация распределения радионуклидов в почвенных профилях в зависимости от того, в выпадениях какой физико-химической формы они попали в почву, изотопами каких химических элементов они являются, в каких почвенных условиях они мигрируют.

Модель миграции

Параметры переноса 90Sr, 137Cs, 154Eu, 241Am и 238,239,240Pu в профиле почв увлажненных участков полигона «Рыжий Лес»

Сравнение параметров миграции90Sr, 137Cs для различных участков зоны

Результаты • Анализ профилей распределения радионуклидов в почве на различных участках, а также значений изотопных отношений 90Sr/154Eu, 239,240Pu/154Eu, 241Am/154Eu, 239,240Pu/137Cs, 241Am/137Cs и 137Cs/90Sr, с учетом того, что маркером топливных частиц может служить 154Eu, показал, что различия в характере и интенсивности перераспределения рассматриваемых радионуклидов в профиле почв обусловлены рядом причин. • В автоморфных минеральных почвах с нормальным водным режимом радионуклиды можно расположить в следующий ряд в соответствии с их миграционной подвижностью: 90Sr > 137Cs > 241Am > 154Eu ~ 239,240Pu. • В гидроморфных органогенных почвах миграционная подвижность 137Cs сопоставима с подвижностью 90Sr.

Результаты • В случае малой интенсивности деструкции топливных частиц и перехода радионуклидов из их матрицы в почвенный раствор наблюдается близкая интенсивность переноса всех радионуклидов. • Трансурановые радионуклиды в целом характеризуются меньшей миграционной подвижностью по сравнению с 90Sr и 137Cs. • С использованием конвективно-диффузионной модели оценены параметры вертикального переноса радионуклидов в профиле почв. Показан различный вклад диффузионного и конвективного переноса радионуклидов в их суммарную миграцию в различных ландшафтно-геохимических условиях. • В целом можно сделать вывод о близкой миграционной подвижности трансурановых нуклидов и изотопов Eu, хотя на отдельных участках наблюдается некоторое превышение подвижности изотопов Eu и Am по сравнению с изотопами Pu за счет конвективного переноса.

Экологические периоды полуочищения 5 см. корнеобитаемых горизонтов почв • для полигона «Рыжий Лес» изменяются для разных радионуклидов в пределах: 137Cs - от 2814 лет до 300110 лет, 90Sr - от 2115 лет до 230130 лет, 154Eu - от 2611 лет до 460270 лет, 241Am - от 2510 лет до 460220 лет и Pu - от 10045 лет до 260120 лет, соответственно, для заболоченных и сильно увлажненных участков, представленных автоморфными почвами, и участков, представленных автоморфными суглинистыми почвами. • для полигона "Озеро Глубокое " изменяются в пределах: 137Cs - от 256 лет до 180160 лет, 90Sr - от 80100 лет до 16090 лет, 154Eu - от 3220 лет до 180130 лет, 241Am - от 5652 лет до 180130 лет, соответственно, для увлажненных участков ближней полосы от берега озера и удаленных от берега озера участков, сформированных на минеральных авиоморфных почвах.

выводы • Полученные на основе экспериментальных результатов оценки вкупе с опубликованными ранее оценками убедительно показывают, что на топливных следах выпадений в почвах ближней зоны выпадений миграционная подвижность радиологически значимых радионуклидов выброса ЧАЭС существенно ниже, чем в почвах удаленных от точки выброса территорий, где загрязнение характеризуется преобладанием конденсационной компоненты в выпадениях, а топливная компонента представлена топливными частицами существенно меньшего размера. • Результаты исследований показали, что вертикальная миграция радионуклидов выброса ЧАЭС в почвах ближней зоны ЧАЭС реализуется с небольшой скоростью. Отмечена существенно менее интенсивная вертикальная миграция трансурановых радионуклидов по сравнению с 137Cs и 90Sr. С учетомпараметров вертикального переноса в профиле почв и периода полураспада трансурановых радионуклидов их депонирование в верхнем слое почвы будет наблюдаться в течение сотен-тысяч лет.

Спасибо за внимание Спасибо за внимание

International Radioecology Laboratory