Мерења на радиоактивност од Институтот Хан ејтнер по несреќата во реакторот во Чернобил -
1 компјутер? >/Април xjgoo Hai мерења на радиоактивноста од страна на институтот Хах н-м ејтнер-л по несреќата во реакторот во Чернобил У. Бехренд, П. Дулски, Е.М. Фридланд, Д. Гавлик, К.-Е. Киршфелд, П. Шуберт, К.-Х. Каменомасон
2 Врз основа на Институтот Хан-Мајтнер (ХМИ-Б) Институтот Хан-Мејтнер-Берлин ГмбХ објавува серија извештаи во кои се соопштуваат истражувањата и резултатите од развојот на институтот. Тие можат да се побараат од библиотеката на институтот. Извештаите се вклучени во соодветните бази на податоци на специјалистичките центри за информации или презентирани во печатените изданија. Институтот Хан Мејтнер Берлин. Сите права се задржани. Извештаи на Хан-Мехнер-lnstHute (ХМИ-Б) Институтот Хан-Мејтнер-Берлин ГмбХ објавува серија извештаи, во кои се пријавени резултатите од истражувањето. Извештаите може да се побараат од библиотеката на Институтот. Извештаите се објавуваат во соодветните бази на податоци на специјалните центри за информации, соодветно апстрахирани во печатените изданија. Институтот Хан Мејтнер Берлин. Сите права се задржани. Hahn-Mellner-lnstltut Berlin QmbH GlIenlcKer StrzBe O-1000 Berlin 39
3 Мерења на радиоактивноста од страна на Институтот Хан-Мејтнер по несреќата во реакторот во Чернобил Автори: 0. Behrend P. Oulski E. M. Friedüand D. Gawlik K.-E. Киршфелд П. Шуберт К.Х. Уредник на Штајнмец: К.Х. Каменомасон
4 I N H A L T Страна 1. Вовед. ' ХМИ топла програма 4 3. Следен медиум, метод на мерење Локална стапка на доза, аеросоли, врнежи. Површинска контаминација Гама спектрометрија гама спектрометар, калибрација на спектрометарот Можни систематски грешки Статистички грешки Граници на откривање Контролни мерења Резултати од следење на животната средина Резултати од преглед, воздух, вода, локална стапка на доза Специфични детални резултати за нуклиди, воздух, дожд, површинска вода и песок Загадување на почвата во урбаната област во Берлин Резултати од Y - s P e> Инспекција на трометарска храна Инспекција на мајчиното млеко _ Специјални мерења Резултати од мерењето на примероци од топли страни на Источна Европа 51
5 8 ПРИЛОГ Страница индивидуални резултати, табелирани: I млеко 57 II млечни производи 61 III зеленчук, овошје VI IV месо, риба 86 V јајца 87 VI мајчино млеко 88 VII вода - 93 VIII песок, земја, трева 94
Регистрирајте 9 Sv/h безбедно. Целиот систем е предмет на задолжителна калибрација и се проверува годишно од одговорната канцеларија за калибрација. 3.2.аеросоли Методот на мерење опишан подолу wi
г се користи во рутински мониторинг на животната средина за да се утврди концентрацијата на активност на вештачки радионуклиди одделно од онаа на природно-радиоактивните аеросоли. 5-ти
15 Табела 1 Карактеристики на детекторот Детектор бр. Геометрија Тип Релативна чувствителност * (%) 2 Целосен кристал 1 Целосен кристален чист германиум германиум (Li) 3 дупчалка со ширина на германиум со половина ширина на: E = 1,33 MeV E = 122 kev (Co-60) (Co-57) (kev ) (kev) Fotopeak/Compton ratio at E = 1,33 MeV Gorehole Germanium (Li) 5 Borehole Germanium (Li) 6 Borehole Germanium (Li) 7 Borehole Germanium (Li) "*) Релативната чувствителност се дефинира како photopeak - Стапка на броење на Co-60 (1,33 MeV) на јадење на примерок од 25 см во споредба со 3 "x 3" NaJ детектор
16 Tebell & Ü falibner-flaktoreh rwefctor Vr. MeferfäjS kßlibrierfsldvr-for \ kälibneffsktor -за * 3? Dä (B-661,66 k &) -t 4L i. S, Sb-40
3, СС-40'И? 5 s Z 3 Ewjsdiale fharinelfi) If/IL 1 Riugaiiate fffarinei'li) f/asrtig fo
2 Факторот на калибрација без насока е идентичен со веројатноста за откривање e. Активноста А произлегува од A = Zk/e-n, каде што Zfc е стапка на броење во фото-линијата и n е веројатност на емисија. 13-ти
17 Табела 3 Модалитети на мерење Детектор бр. Мерење на стапката на заземјување на бродот за заштита (ips) *) време на мерење t ^ (s) ограничување на активност за W l J (Bq) 1 шише во прав шише во прав шише во прав шише во прав шише во шише во прав шише во прав шише во прав, 50 ml шише во прав 50 ml олово 100 мм челик 150 мм оловен floorиден под иден floorиден под leadиден 50иден под 50 мм 10 мм 50 мм 10 мм 50 мм 10 мм олово 100 мм олово 100 мм *) На E = 364,5 години
20 3.5.5 Ограничувања за откривање Ограничувањето за откривање на специфичната активност се одредува во секој поединечен случај според количината на достапен примерок, времето на мерење и позадината на броењето. Границата за откривање на специфичната активност е опишана со формулата: 3/T " ANWG =: ü [Bq/kg] или [Bq/1] n c H S
Ова резултира во границите на откривање наведени во Таб. 3 за различните детектори, мерни геометрии и времиња на мерење. За задачата за брзо мерење на одлуката (концентрација на активност од J над или под 100 Bq/1 или 250 Bq/kg) на голем број примероци од храна дадени во мај, границите на откривање што може да се постигнат со соодветно кратко време на мерење беа сосема доволни. Специфичното мерење на нуклидите на примероците на филтерот за воздух, дождовницата и песокот е извршено на спектрометри 1 и 2 (види Табела 1). Ограничувањата за откривање што можат да се постигнат со овие спектрометри се околу 10 за време на мерење од 2 часа, во зависност од нуклидот
3 Bq/m за аеросоли (филтер за воздух), 1 Bq/1 за врнежи и 10 Bq/kg за примероци од песок со вкупна точност на мерење подобра од 20% контролно мерење. Методот е за анализа на храна со компаративни мерења на примерок од зеленчук на сите мерни прачки што се користат за тестови на храна опишани овде Проверени се бр. 1 до 5. Со разлики во специфичната активност од помалку од 5%, имаше задоволителен договор. Мерените редови 6 и 7 користени за прегледи на мајчиното млеко беа споредени со оние на канцеларијата за мерење на зрачење на Сенаторот за урбан развој и заштита на животната средина со користење на малку контаминиран примерок од млеко (25 Bq/1), при што статистичката грешка резултираше со истите измерени вредности. 17-ти
23 Табела 4 Пропорција на вештачки радиоактивни супстанции во вкупната концентрација на активност за аеросоли во воздух и врнежи 1 1 Време 1 1: J- 131% воздух 1 Регер. Air CS -137% Вкупно вештачки благослов I% Дожд од воздух 1-90 y 4-90 y [3:! 4:, 09 5:, 08 6:, 005 Y_, 9 0,03 0,1 0,2 3 y 0,05 0,02 0,005 0,01 0,2 ј 0,1 0,005 0,1 0,001 0,5 л 1 ле не се враќа на нула, бидејќи секогаш има остаток од вода во садот за примерок (види слика 2) чија активност продолжува да се регистрира. Точката на мерење на стапката на гама во дозата (Слика 6) ги регистрираше двата премини на облакот (1, 2). После тоа, тој покажа зголемени вредности, што може да се објасни со преостанатиот пад на површината на почвата и околната вегетација. Со почетокот на грмотевичниот дожд (3), стапката на гама локална доза од 0,09 jsv/h до приближно 0,14 (isv/h. Ова беше предизвикано од една страна од капки дожд збогатени со радионуклиди што летаа покрај детекторот, а од друга страна со следново Депонирање на овие супстанции на земја. 30% од активноста на овој грмотевичен дожд се состоеше од производи со вештачка фисија, претежно од Ј (10%). Останатите 20% 20
25 Табела 5 Специфична активност и состав (заснована на вкупната активност [%] или активноста на 137 Cs) на мешавината на вештачки радионуклиди во воздухот 1 I 30 април 30 мај часот 1 II 1 I t 1 J Нуклид А (i) A (i) Bq/m 3 I% A (137 CS) Bq/m 3 I * I j A (Cs) Nb-95 j I - j Mo cj Ru I Ru-106 j Te I 5 'j I Te- 129m Te I J-131 *) II J-132 *) I J-133 *) j I - "Cs SI Cs oa 0,20 Cs sl l 3,8 = 1,00 I j Ba i La jjj Np I" III l I вкупно 32, 71 IIIII l I *) Во случај на изотопи на јод, мора да се земе предвид дека е забележан само делот врзан за аеросоли. Додека процентот на C во вкупната активност (само производи со вештачка фисија) во воздухот се преполови од 8% на 4% на 4-ти мај во споредба со 30-ти април, пропорциите на изотопите на рутениум и телуриум се удвоија. Општо, односот на сезиумските изотопи 137 и 134 беше околу 2: 1. 22-ри
26 Пропорција од 3% Np се најде на аеросолниот филтер од 30 април; на 4-ти мај, од друга страна, ова јадро беше квантитативно откриено. На слика 7а е прикажан гама спектарот на филтерот од 30 април, во кој беа обележани само најсилните линии. Вметнувањето на Слика 7 покажува дел со ниско-енергетски дел од спектарот, каде што може да се видат основните линии на Np. Генерално, нуклидите типични за топењето на јадрото се најдоа во спектарот. Без понатамошно дискутирање за различниот состав на мешавината на вештачки нуклиди во воздухот на облаците на 30 април и 4 мај, да ги разгледаме различните фази на емисија на реакторот снимени од аеросолните филтри и различните ефекти на климатолошкото исцрпување и испирање на се повикуваат на различни патеки на облаците. За време на зголемената радиоактивност на воздухот на 29./30. Филтрите за воздух изложени на април 1986 година (вкупна пропусност 750 м 3) беа измерени повторно со Y-спектроскопија со два рамни детектори на германиум и детектор со голем волумен Ge (Li) во текот на неколку дена () со цел со сигурност да се идентификуваат слабо настанатите Y со проценка на случајност
Да се направат можни линии. Покрај изотопите наведени во Табела 5, следните изотопи може јасно да се идентификуваат квалитативно: 85 Sr, 95 Zr, 9m Tc, 110m Agr lu A g, 125 sbf 127 s b/ltl Ce, l 27 24
28 ONM «= i * o 1 icl *? J 2 «^ w 1 (600 & V011J 1 -«. «« ^ »S« i «= ^ ^ -s 4> мора CD CO CD 25
29 Табела 6 Временски тек на дневните просечни вредности на вкупната концентрација на бета активност на аеросолите и на вештачката концентрација на активност во воздухот, како и на гама стапката на локална доза Сите аеросоли Вештачки аеросоли Локална стапка на доза Datuni (чекор-филтер) (цврст филтер) Bq/m 3 Bq/m 3 *) nsv/h, 2. 0, 0 5,14 0, 8 6,43 0, 2 0,09 0,. 6 0,41 0, 42 0, 7 8,56 0, 0 1,35 0 , 7 2,55 0, 5 4,55 0, 2 0,23 0, 7 0, 4 0,036 0, 8 0,025 0, 8 0, 7 0, 9 0,013 0, 8 0,017 0, 9 0,017 0, 7 0,012 0, 9 0,005 0, 8 0,007 0, 6 0,009 0, 1 0,009 0, 5 0,007 0,. 9 0,006 0, 7 0,013 0, 4 0,003 0, 7 0,016 0, 5 0,007 0, 8 0,004 0, 2 0,003 0, 5-0, 2-0,095 *) Вредностите под границата на откривање не беа земени предвид за понатамошна проценка. Во случај на вештачки аеросоли, временскиот момент за просек не се совпаѓа со промената на денот како резултат на периодот на прашина на филтерот. 26-ти
31/o CBq/W * J Сл.2 A, -, Zeltficii/Veilsuf далеку М! Јас 4fcfrw'täiskün2eMt »» fii? M во Уфр далеку 3434 wd Te & Z Akfo. 9 J, gif da ^ 37 CS4W 0,4, ^ OPi M Wn QOM. Ох Мл 5С. n_qü 195. ISS SS. 2AS. AyoJo A: fäf Ru 32 Табела 7 Временски тек на концентрацијата на активност на вештачки радиоактивни супстанции при врнежи во мај 1986 година *) j 7.5. Нуклид JBq/1 1 1 Mo-99 - Hu Ru-106 33 Табела 3 Временски тек на активноста во Bq/m 2 во Bq/m 2 во мај 1986 година поради врнежите на подот на локацијата HMI. Нуклид Mo-99 1 " 16 Ru j Ru "1" - Te J-131 (J Cs l Cs-137 I l Ba "La]! 1 1 збир I 1 II врнежи-j 6,7 23,8j 3,2 количина j mm j 87 jj 9 j - j - j - yyy - y - yy 87 j II 1 1 2.6 2.3 6.9 2.3 3.4 18.5 III 1 1 I I. III 38 Bq/1 во заливот Липер и 30 Bq/l во Tegeler See (Таб. 9). Пропорцијата на J 3 1 J беше околу 40%, 103 Ru околу 34%, 132 Te околу 15% и 137 Cs околу 11% Концентрацијата на најважните вештачки нуклиди во водата на заливот Липер (Хавел) и Тегелер Видете може да се види на сликите од 11 до 13 и на сликите од 15 до 17. 30
34 "10000 M> A4 zfethicl ^ course deramribäfcamzeubrstiovi -ftirdie Mepw ßucW? (Хавел) m Sawcj (x) twaf m Wasserf«) за J/34 и 7e 432, yftfe-ffi. Локо: О «5.« 5. 5. 'ОС. ÄSS. " -5.5 и за C & 4Z1, Cte/13-utncj -C & 43b AC \ f \/s & it ^^ Oh HS. Ib.s. 10S. 2BS. »& -Тоа е Alob./f3 ^ ooo, -fftr" Ru 403. uv> d -SlwiOb AO0 40 AUoftt 400 9h VS, IBS. ir --L9/WÖ unej SA * »s. газ аас -ф.с. BS'W S.fe A0 '% ± i * "* ^ $ wträ., 35 40000 AVoM 4000 Ssiblictoet Verl & tfdet AUtigkeitsläwzeHixstioft за d & ntegäer äea \ vn Sand (x) и In Water () за 3434 и Te Fig. Oh -MS .IB. * OS. ISS *. S * ffitr .S. 2SS. SJS l «. St -fltf Lä4tO md BQÄHO« 32 fo -MI. 1SS. 20.S. * 6S. 30S. 46. SC Со eiiiew ffsi (+) yasei ** «вредности c ^ sptoh & n der Us/AiweSiSQteia &
41 Табела 12 Состав на нуклиди и специфична активност на некои примероци на нечистотија од областа на Берлин веднаш по минувањето на првиот радиоактивен облак. [исечете- [исечете Питер нуклид праз сили мазна рубар спанаќ трева спанаќ над 1 HMI гледам Bq/kg j Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kg I K Zr! Nb Mo Tc-99m Ru Ru Te J J Jss Cs Cs Ba La Ce обезбеди контрола на површинска контаминација, затоа не беше можно да се обезбеди усогласеност со вредностите на упатството. Бидејќи вредностите на упатството беа веќе утврдени специфични за нуклидот, единствениот метод за мерење што остана беше гама спектрометриската проценка. Со цел да се утврди до кој степен контаминираната млазница на лисјата може да се исчисти од депонираните радиоактивни нуклиди со миење, беа спроведени експерименти врз примерок од спанаќ, 38
42 Табела 13 Резиме: Млечни производи Бр. Примероци со активност 131 I [вкупен број А> 100 50
49 Табела 18 Активност и состав на нуклиди во однос на C (процентот се однесува на вкупната активност на вештачките нуклиди) на некои примероци од областа на брегот на Балтичко Море во Полска *) примерок од риба Автомобил со чевли од килибар (6,2 g) A (i) A (i) A (i ) Нуклид Bq A (1J/Cs)% Bq A (137 Cs)% Bq A (i37 Cs)% K tti Zr Nb Ma Tc-99m Ru Ri A3-110m Sb Te le JJJ Cs Cs = = Ba Ia Oe Oe Eü Вредности под границата на откривање не беа земени предвид за понатамошно оценување со оние на вработените во ХМИ на плажата на Балтичко Море покрај вода, килибар, како и колективен примерок за бришење од неговиот автомобил. Составот на нуклеидот резултираше со големи пропорции до 23% за l J и 46
51 Табела 19 Нуклиден состав на примероци од мечови од Источна Европа, 4 = - во споредба со Берлин во Bq/kg. Елбинг Лоецен Сувалки Краков Букурешт Софија Прага Будимпешта HHI HHI Полска Полска Полска Полска Полска Романија Булга Чехос- Унгарија Унгарија Берлин Берлин Нуклид риен нивакеи K Hn Zr Nb, 1 - Mo * Tc-99m Ru Ru Ag-IIOm Sb Te Te JJJ Cs Cs Ba La Ce Ce Eu Eu: вредности под границата на откривање '
52, сепак, прилично добар натпревар. Како и да е, само насоката на ширење не е доволна за проценка на резултатите од мерењето на Југоисточна Европа. Различната дистрибуција на активност на Балканот може да се класифицира само со употреба на топографски услови. 1PS »^» - 'äss & 5> detirgszüge. Сл. 2А Претпоставени струи на воздухот од Biete Apn \ an & AnfeSng Mai iw европски воздушен простор W
54 7.2 Топла честички од Масурија/Полска Девет радиоактивни честички (жешки точки) од падот, кои паднаа по несреќата со нуклеарен реактор во Чернобил, во северо-источна Полска, беа испитани со спектроскопија и со електронска микроскопија. Топлите честички се честички со висока специфична активност во споредба со активноста на униформата контаминација при паѓање. На почетокот на септември 1986 година, вработен во ХМИ ги најде жешките честички во округот Езерски Масуриан во Полска. ^ -Spektrum Ru H.6.W PI ki Eh Слика 22 Ü I ^ Mt (4y jl 2> 0,5 HO -LS "Ewergi'e [WeY] 1.0 Прво честичките беа механички одделени од почвата и органскиот материјал Истрагата со детектор Ge-Li покажа дека во суштина само изотопот на рутениум 103 Ru (T1/2 = d) и изотопот на родиум 106 Rh (T1/2 = 30 s) може да се забележат кај сите девет примероци (Слика 22) 106 Rh е краткотрајна ќерка нуклид на чистиот em-емитер 106 Ru (Tj/2 = d 5 Две од честичките сè уште содржат ниски активности на други радионуклиди. По поубаво механичко одделување на сите девет жешки честички и нивно чистење со етанол во ултразвучната бања Мал дел од изотопот на кобалт Co сè уште може да се види во y спектарот на еден примерок (Таб. 20). 51
56 53 Сл. 23 Скенирање на електронски микроскопски слики на жешки честички HS 4, 5, 7, 8 PI; Микромаркер = 1 μm
57 Табела 21 Квалитативен резултат на микроанализата на електронскиот зрак j примерок cr FeJHi K) 1 HS 1 FL, I fcai] aij P d ü - XX ooo XX - i 1 HS 2 PL - X - oo 1 HS 3 PL - XX ooo XX - j 1 BS 4 PL - XXX - o X o - 1 HS 5 PL - ooooo XX - I HS 6 PL X oo XX o XX o 1 HS 7 FL - X - ooo XX HS 8 PL - X - o - 1 HS 9 PL 1 . X. o: интензитет на врв силен xs интензитет на врв слаб -: нема интензитет што може да се забележи без знак: не јадете X o X X.1 Табела 22 дава фисии приноси на изотопски фисии i ^ mo% I »3TC 6.13% 103.106 R u Z 3.16%, 103, 10f R u S% K% над »6 * a Z 1,02% Ru вредности земени од картата на нуклидот Карлсруе. 54