6. Применение ядерно-геофизических методов для эколог контроля окружающей среды

Радиоактивное облучение обладает нежелательным свойством, а именно, радиоактивные источники человеком без приборов определены быть не могут, т.е. человек может находиться рядом с радиоактивным источником и не подозревать об этом. У радиоактивности нет ни запаха, ни вкуса, ни цвета, её нельзя ощутить – этим она и опасна. Поэтому в практике стоит важная задача обнаружения и контроля радиоактивной обстановки. По санитарным нормам при постоянном воздействии допускается облучение в 60 мкр/час. В ряде районов фон может существенно повышаться из-за присутствия источников техногенного происхождения. Считается, что безопасным является однократное облучение в 50 рентген.

Наиболее активным излучением является -частицы(поток ядер гелия), протоны и др. тяжелые частицы, меньшее влияние  на 0,5 порядка оказывает -частицы(поток электронов) и гораздо меньше  на порядок -лучи(поток электромагнитного излучения). С практической точки зрения α-частицы наименее опасны (становятся безопасными уже на расстоянии 10 см), большую опасность вызывают -лучи из-за высокой проникающей способности.

Для контроля радиоактивности обычно применяют изучение γ-поля, т.е. проводят γ-съемку, и в зависимости от результатов делают экологические выводы. Кроме того контроль экологического состояния проводят по изучению наличия эманации в воздухе. Радиоактивные газы мигрируя по порам, трещинам г.п. достигают дневной поверхности и могут скапливаться в промышленных зданиях, жилых помещениях, что тоже никак визуально не замерить. Поэтому в последнее время у строителей появились нормы предельно-допустимых конц-й Rn в почвенном воздухе, она не может превышать установленных пределов. Первоисточником содержания Rn является U238, а непосредственным продуктом, из кот он образуется, является Ra. Изучение содержания Rn пров-ся с помощью радоновой эманационной съемки. Решается задача эколог-го контроля среды.

Гидрогеохимическая съёмка применяется для опр-я сод-я урана, радия, радона в поверхностных, грунтовых и др. типах вод. Метод основан на том, что радиоактивные элементы (особ. Ra, Rn) хорошо мигрируют в водной среде.

Биогеохимический метод – определение содержания радиоактивных элементов в золе растений или отыскание определенных групп растений, растущих на почвах с повышенным содержанием радиоактивных элементов, или элементов, которые действуют угнетающе на эти растения.

6. Применение ядерно-геофизических методов при поисках нерадиоактивных п.И.

Применение ядерно-геофизических методов проводится в двух направлениях. Нерадиоактивные элементы как правило имеют генетическую связь с радиоактивными. Поэтому при наличии такой связи обычно проводят гамма-съемку (аэро, авто или пешеходную). В результате мы можем отождествить аномалию с нерадиоактивными эл-ми. Второе направление – исп-е собственно ядерно-геофизических методов для изучения нерадиоактивных элементов. Для этого применяются различные геофизические методы.

Радиометрические методы широко применяют на всех этапах поисков и разведки нерад-х эл-в, генетически и парагенетически связанных с ураном и торием. Радиометрические методы используют при поисках осадочных месторождений фосфоритов, углей, ванадия и др п.и., также нередко отмечаемых повышением р/а, при поисках титановых россыпных мест-й (в них присутствуют циркон и монацит, содержащие примеси радиоактивных элементов – урана и тория), а также при разведке месторождений калийных солей.

Выбор мет-в радиометрии для решения дан задачи зависит от стадии поиск-х работ и др усл-й.

Сущ-т большая группа методов анализа, основанных на изуч-и ядерных св-в нерадиоактивных г.п. посредством облучения их нейтронами или γ-квантами с последующим измерением радиоактивности. Сюда относятся радиометрические методы селективного выделения проявлений ядерных свойств отдельных элементов, слагающих г.п. (активационный, нейтронный и гамма-спектральный анализ). На явлениях взаимодействия потока γ-квантов с породами основаны методы спектроскопии рассеянного породами γ-излучения и фотонейтронный анализ.

Активационный анализ. Облучение пород потоком нейтронов и последующему измерению во времени возникающей при этом искусственной радиоакт-ти. При облучении нейтронами ядра стабильных изотопов элементов, слагающих породы, в результате ядерных реакций, становятся радиоактивными. М-д хар-ся селективно повышенной чувствительностью по отношению к элементам с большими сечениями активации (Al, Si, Na, ванадий, кадмий, калий и др).

Нейтронный анализ вещ-го состава г.п. по их поглощающим свойствам основан на выделении элементов, ядра кот характеризуются аномально высокими сечениями захвата медленных нейтронов (марганец, хлор, бор, литий, кадмий, ртуть и др). Анализ заключается в измерениях ослабления потока медленных нейтронов исследуемой породой.

Спектроскопия γ-излучения радиационного захвата и неупругого рассеяния нейтронов. Неупругое рассеяние и радиационный захват нейтронов сопр-ся испусканием γ-квантов, причем каждый элемент характеризуется своим линейным спектром излучений. Сущность гамма-спектроскопического анализа сводится к выделению интенсивных линий спектра элементов в суммарном спектре породы. Спектральный анализ неупругого рассеяния проводится при облучении породы быстрыми нейтронами, когда происходит неупругое рассеяние.

Фотонейтронный анализ. Основан на облучении образцов размельченной г.п. жесткими гамма-квантами высоких энергий (свыше 1-2 МэВ) и определении интенсивности вторичных нейтронов I_γn. Повышение I_γn наблюдается в присутствии бериллия и дейтерия.

Спектральный анализ рассеянного γ-излучения. В основе лежит исслед-е энергетического спектра γ-изл-я, рассеянного породами, в процессе их облучения источником γ-квантов. В скв. опускают радиометр, и регистрируемая интенсивность рассеянного γ-излучения отражает в основном изменение плотности окружающей среды, т.к. процесс его ослабления в породах протекает за счет комптоновского рассеяния.

Модификация ГГМ широко применяется в рудной промышленности для выделения в разрезах скв. промышленных скоплений тяжелых элементов (свинца, висмута, ртути, олова, молибдена). Используется для изучения плотности г.п. в условиях естественного залегания и изучения вещественного состава пород. Заключается в измерении γ-квантов, возникающих при облучении г.п. внешним источником γ-излучения.

Метод ядерного γ-резонанса. Определение содержания изотопов олова, железа и некоторых лантоноидов (диспрозий, эрбий). Чаще всего этот метод применяют при поисках олова на кассетерит. Основан на эффекте Мессбауэра. При облучении г.п. γ-квантами небольших энергий (<50кэв) некоторые ядра способны к резонансному поглощению. Этот эффект протекает при норм. t, с небольшим количеством ядер.