Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу

На основі порівняльного аналізу даних гамма-каротажу та відповідних результатів радіохіміч­них аналізів показано, що існує надійна кореляція між кількістю ¹³⁷Cs, ²³⁸Pu та іншими радіонуклідами в активному шарі грунтів навколо зруйнованого 4-го енергоблока ЧАЕС. Доведено, що дані гамма-каротажу адекв...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2007
Автори: Панасюк, М.І., Підберезний, С.С., Скорбун, А.Д.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України 2007
Назва видання:Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Теми:
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127846
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу / М.І. Панасюк, С.С. Підберезний, А.Д. Скорбун // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2007. — Вип. 7. — С. 85-89. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-127846
record_format dspace
spelling irk-123456789-1278462017-12-29T03:03:13Z Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу Панасюк, М.І. Підберезний, С.С. Скорбун, А.Д. Проблеми Чорнобиля На основі порівняльного аналізу даних гамма-каротажу та відповідних результатів радіохіміч­них аналізів показано, що існує надійна кореляція між кількістю ¹³⁷Cs, ²³⁸Pu та іншими радіонуклідами в активному шарі грунтів навколо зруйнованого 4-го енергоблока ЧАЕС. Доведено, що дані гамма-каротажу адекватно відображають розподіл радіонуклідів у грунтах дослідженої території і на їх основі можна оцінювати запаси трансуранових елементів, не використовуючи трудомісткі радіо­хімічні аналізи. На основе сравнительного анализа данных гамма-каротажа и соответствующих результатов радиохимических анализов показано, что существует надежная корреляция между количеством ¹³⁷Cs, ²³⁸Pu и другими радионуклидами в активном слое грунтов вокруг разрушенного 4-го энергоблока ЧАЭС. Доказано, что данные гамма-каротажа адекватно отражают распределение радионуклидов в грунтах изучаемой территории и на их основе можно оценивать запасы трансурановых элементов, не используя трудоемких радиохимических анализов. On the base of comparative analysis of gamma logging data and corresponding results of radiochemical analyses it was shown, that a reliable correlation exists between ¹³⁷Cs, ²³⁸Pu and other radionuclides quantities in the active layer near destroyed Unit 4 of Chornobyl NPP. In this way it was shown, that gammalogging data adequately reflect the radionuclides distribution in territory of interesting soils, and on their base it is possible to estimate transuranium elements without use of labor-intensive radiochemical analyses. 2007 Article Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу / М.І. Панасюк, С.С. Підберезний, А.Д. Скорбун // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2007. — Вип. 7. — С. 85-89. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. 1813-3584 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127846 621.039.58 uk Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Ukrainian
topic Проблеми Чорнобиля
Проблеми Чорнобиля
spellingShingle Проблеми Чорнобиля
Проблеми Чорнобиля
Панасюк, М.І.
Підберезний, С.С.
Скорбун, А.Д.
Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
description На основі порівняльного аналізу даних гамма-каротажу та відповідних результатів радіохіміч­них аналізів показано, що існує надійна кореляція між кількістю ¹³⁷Cs, ²³⁸Pu та іншими радіонуклідами в активному шарі грунтів навколо зруйнованого 4-го енергоблока ЧАЕС. Доведено, що дані гамма-каротажу адекватно відображають розподіл радіонуклідів у грунтах дослідженої території і на їх основі можна оцінювати запаси трансуранових елементів, не використовуючи трудомісткі радіо­хімічні аналізи.
format Article
author Панасюк, М.І.
Підберезний, С.С.
Скорбун, А.Д.
author_facet Панасюк, М.І.
Підберезний, С.С.
Скорбун, А.Д.
author_sort Панасюк, М.І.
title Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу
title_short Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу
title_full Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу
title_fullStr Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу
title_full_unstemmed Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу
title_sort про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу
publisher Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
publishDate 2007
topic_facet Проблеми Чорнобиля
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127846
citation_txt Про можливість визначення запасів трансуранових елементів за даними гамма-каротажу / М.І. Панасюк, С.С. Підберезний, А.Д. Скорбун // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2007. — Вип. 7. — С. 85-89. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.
series Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
work_keys_str_mv AT panasûkmí promožlivístʹviznačennâzapasívtransuranovihelementívzadanimigammakarotažu
AT pídbereznijss promožlivístʹviznačennâzapasívtransuranovihelementívzadanimigammakarotažu
AT skorbunad promožlivístʹviznačennâzapasívtransuranovihelementívzadanimigammakarotažu
first_indexed 2025-07-09T07:51:02Z
last_indexed 2025-07-09T07:51:02Z
_version_ 1837154921678372864
fulltext ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 85 УДК 621.039.58 ПРО МОЖЛИВІСТЬ ВИЗНАЧЕННЯ ЗАПАСІВ ТРАНСУРАНОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ ЗА ДАНИМИ ГАММА-КАРОТАЖУ М. І. Панасюк, С. С. Підберезний, А. Д. Скорбун Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, Чорнобиль На основі порівняльного аналізу даних гамма-каротажу та відповідних результатів радіохіміч- них аналізів показано, що існує надійна кореляція між кількістю 137Cs, 238Pu та іншими радіонукліда- ми в активному шарі грунтів навколо зруйнованого 4-го енергоблока ЧАЕС. Доведено, що дані гамма-каротажу адекватно відображають розподіл радіонуклідів у грунтах дослідженої території і на їх основі можна оцінювати запаси трансуранових елементів, не використовуючи трудомісткі радіо- хімічні аналізи. На основі виконаного в останні роки гамма-каротажу свердловин, пробурених на території локальної зони об'єкта "Укриття", було оцінено питому активність грунтів, просто- ровий розподіл активності та підраховано запаси 137Cs. А на цій основі за допомогою так званих паливних співвідношень визначено запаси інших радіонуклідів, у тому числі транс- уранових елементів (ТУЕ) [1 - 3]. Проте при оцінці точності вказаних підрахунків постійно виникає ряд запитань, що стосуються як методики гамма-каротажу, яка дає концентрацію 137Cs, так і використання перерахункових коефіцієнтів для визначення кількості 137Cs серед інших радіонуклідів. При розгляді методики гамма-каротажу першим виникає питання про рівномірність розподілу радіонуклідів у грунтах навколо свердловини. Наприклад, чи не закопаний поруч із свердловиною уламок твела, який і створює вимірюване гамма-поле. Основна відповідь на це – наявність високоактивного шару грунту, розповсюдженого по всій території локальної зони об'єкта "Укриття". Свідчать про це не тільки і не стільки дані гамма-каротажу, а в першу чергу наявність у кожній свердловині високоактивного керна, піднятого відповідно з інтервалу залягання активного шару. Відповідь на запитання щодо того, наскільки рівномір- но розподілені радіонукліди в грунті, не така очевидна, проте і це питання досліджувалось різними методами [4]. На перший погляд, використання паливних співвідношень між концентраціями радіо- нуклідів, що випали на територію навколо 4-го енергоблока ЧАЕС, для оцінки кількості одних по вимірюваннях інших є очевидним. З іншого боку, вплив конденсаційного цезію може різко спотворювати картину [5], так само як і процеси вилуговування та міграції радіо- нуклідів [6 - 9]. Зроблене в [10] співставлення даних гамма-каротажу та лабораторних аналізів виявило значні розбіжності в результатах. У даній роботі виконано порівняння даних гамма-каротажу і радіохімічних аналізів проб керна свердловин для прояснення цих питань. Було показано, що ці розбіжності вини- кають при співставленні результатів для різних зон розташування грунту - нижче активного шару, вище активного шару і в активному шарі (зона 2). Тому нижче розглядаються резуль- тати, одержані виключно для активного шару. Експериментальні результати У процесі наукового супроводу буріння свердловин у локальній зоні об'єкта "Укриття" відбирались проби керна з різних інтервалів глибин, які потім було проаналізо- вано в лабораторії на вміст радіонуклідів. У даній роботі розглянуто можливість оцінювання 238Pu за даними вимірювання 137Cs для так званого активного шару грунту, в якому знахо- диться паливо, що випало на поверхню землі під час аварії. Для цих грунтів найбільш імовірно очікувати паливні співвідношення між нуклідами. У той же час, наприклад, забруднення грунтів, що залягають нижче, уже потрібно пов'язу- М. І. ПАНАСЮК, С. С. ПІДБЕРЕЗНИЙ, А. Д. СКОРБУН ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 86 вати з процесами міграції тощо. Результати лабораторних аналізів показали, що між різними ізотопами для розглянутої зони активного шару зберігається стабільне співвідношення. На рис. 1 показано співвідношення між радіонуклідами 137Cs та 238Pu, одержане за результатами лабораторних аналізів проб керна з різних свердловин. Як видно з рисунка, співвідношення між ними досить стабільне. Тому основним доказом можливості використання гамма- каротажу для поставленої задачі буде наявність стабільного співвідношення між кількостями 137Cs, одержаними за результатами лабораторних аналізів та, відповідно, гамма-каротажу. Цей результат показано на рис. 2. Беручи до уваги проблему точної прив'язки вибраного керна до певного діапазона глибин, а також можливість його забруднення в процесі відбору, результат збігу можна вважати дуже хорошим. Таким чином, можна вважати встановленим, що результати гамма-каротажу адекватно відображають розповсюдження радіонуклідів у досліджуваних грунтах. У свою чергу це дає змогу використовувати дані гамма-каротажу для оцінки запасів ТУЕ за допомогою кореляційних співвідношень. Оцінка запасів ТУЕ Використання ГІС-технологій для аналізу радіоактивного забруднення території 30- кілометрової зони навколо ЧАЕС стає все більш розповсюдженим [11 - 12]. Використання цих технологій не тільки покращує візуалізацію результатів, але й дозволяє виконувати різного роду аналізи та підрахунки. ArcGIS 8.3 у складі ArcView 8.3, 3D Analyst і Spatial Analyst забезпечує широкий вибір функцій просторового моделювання й аналізу, який дозволяє створювати растрові дані, будувати до них запити, вести картографування й аналіз на їх основі. Виходячи з нашої основної задачі - визначення кількості даного радіонукліда на заданій ділянці проммайдан- чика об'єкта "Укриття", було визначено необхідну послідовність операцій при роботі з ArcGIS. За допомогою модуля Spatial Analyst методом інтерполяції будуються растрові карти розподілу нукліда (рис. 3 та 4 ) і потужності (товщини) шару. Інструментом "Калькулятор растрів" перемножуються значення комірок одного шару на інший, і за допомогою модуля 3D Analyst вираховується об'єм даного шару, значення якого пропорційне запасам нукліда. Застосування технології, заснованої на використанні ArcGIS, дає змогу не тільки вик- лючити трудомісткі розрахунки за допомогою традиційних методів, прийнятих у геологічній практиці, але й дає принципово нову можливість використовувати при підрахунку запасів не усереднені по кількох точках дані, а проінтерпольовані по всьому об'єму. Необхідно врахувати той факт, що дані для побудови карт розподілу активності нукліда та визначення запасів беруться з мережі призначених для гідроекологічного моніторингу свердловин, які по проммайданчику об'єкта "Укриття" розподілені дуже нерівномірно, що добре видно з рис. 4. . y = 0.7264x 0 100 200 300 400 0 200 400 Cs-каротаж, кБк/г C s- пр об и, к Б к/ г . Рис. 2. Порівняння результатів вимірювання питомої активності 137Cs, одержаних методом гамма-каротажу та за лабораторними аналізами проб. . y = 104.45x 0 500 1000 1500 2000 0 5 10 15 20 238Pu 1 3 7 C s . Рис. 1. Співвідношення між 137Cs та 238Pu для активного шару, одержане за лаборатор- ними аналізами проб. ПРО МОЖЛИВІСТЬ ВИЗНАЧЕННЯ ЗАПАСІВ ТРАНСУРАНОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 87 . Рис. 3. Вікно інтерфейсу ArcView 8.3. Показано шари: схема проммайданчика об'єкта «Укриття» та розташування свердловин, карта розподілу ТУЕ, пляма фундаменту нового безпечного конфайнмента. . . Рис. 4. Ідентифікація значення сумарної активності ТУЕ в місці розташування свердловини 4Б за даними карти розподілу ТУЕ. Жирним шрифтом показано значення активності проб грунту. М. І. ПАНАСЮК, С. С. ПІДБЕРЕЗНИЙ, А. Д. СКОРБУН ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 88 Використання інструмента "Ідентифікатор" модуля Spatial Analyst дозволяє одержати значення активності нукліда у будь-якій точці побудованої растрової карти. Це дає змогу вирішити задачу отримання даних просторового розподілу радіоактивних матеріалів у грун- тах і підземних водах з використанням методів математичного моделювання, у тому числі підраховувати запаси у тих областях між свердловинами, де вимірювання не проводились. Для оцінки кількості ТУЕ на проммайданчику об'єкта "Укриття" було використано технології і дані, викладені в [10, 13, 14]. Схему побудови карти розподілу ТУЕ можна представити таким чином: гамма-каротаж свердловин – визначення значень питомої актив- ності 137Cs в товщі активного шару грунту – побудова карти розподілу питомої активності 137Cs в ArcGIS 8.3 шляхом інтерполяції даних – побудова карти розподілу питомої активності ТУЕ в ArcGIS 8.3, використовуючи інструмент «Калькулятор растрів». Засобами програм- ного забезпечення ArcGIS 8.3 (ArcView 8.3, модулі Spatial Analyst і 3D Analyst) побудовано карту розподілу питомої активності 137Cs активного шару забруднених грунтів локальної зони об'єкта "Укриття" [1]. На основі цієї карти, використовуючи інструмент "Калькулятор растрів" модуля Spatial Analyst, побудовано карту розподілу ТУЕ (див. рис. 3) шляхом ділення значень питомої активності 137Cs на коефіцієнт 21,7 (одержаний із паливних співвідношень). Отримана таким способом карта дозволяє аналізувати як просторовий розпо- діл, так і власне питомі активності ТУЕ, а засобами використаного пакета ArcView підрахо- вувати їх загальну активність у заданих координатах, у першу чергу в місцях розташування фундаментів нового безпечного конфайнмента. На рис. 4 показано, як за допомогою інструмента "Ідентифікатор" отримати дані про питому активність ТУЕ (сумарне значення 238Pu, 239Pu, 240Pu, 241Am) грунту активного шару в місцях розташування свердловин. Курсор "Ідентифікатора" розташовано поблизу свердлови- ни 4Б. Карту розподілу активності отримано шляхом інтерполяції даних у місцях розта- шування свердловин, тому розташований поблизу свердловини курсор повинен показати значення, близьке до вхідного для даної свердловини. Одночасно на рисунку показано значення питомої активності ТУЕ в місцях розташування свердловин, отримані за допомо- гою лабораторних аналізів проб (тобто незалежним від гамма-каротажу способом). Як видно з рисунка, значення питомої активності за даними результатів лабораторних аналізів дорівнює 2080 Бк/г, а результат ідентифікації у вікні "Ідентифікатора" - 2048 Бк/г, тобто збіг результатів достатньо задовільний. І, нарешті, отримана таким методом активність ТУЕ в активному шарі в межах ло- кальної зони об'єкта "Укриття" становить 7,42 . 1013 Бк (у перерахунку на 1 січня 2005 р). СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Панасюк Н.И., Скорбун А.Д., Павлюченко Н.И. и др. Оценка свойств радиоактивных отходов в грунтах промплощадки объекта «Укрытие» для проектирования стабилизационных мероприятий. - Чернобыль, 2002. - 24 с. - (Препр. / НАН Украины. МНТЦ «Укрытие»; 02-2). 2. Отчет по определению характеристик РАО Западной зоны. SIP K 02 01 000 INR 006 02. Консорциум КСК, Чернобыль - Киев, 2002. 3. Панасюк М.І. Радіоактивне забруднення грунтів і грунтових вод в районі об'єкта "Укриття" // Автореф. … дис. канд. техн. наук. - Чорнобиль, 2005. - 22 с. 4. Панасюк М. І.., Скорбун А. Д., Павлюченко М. І. Застосування спектрометричного гамма-каро- тажу для вивчення структури розподілу забруднення в грунтах навколо 4-го енергоблока ЧАЕС // Проблеми Чорнобиля. - 2003. - Вип. 13. - С. 116 - 119. 5. Кашпаров. В.О., Лундін С.М., Зварич С.І. та ін. Викид та забруднення території радіонуклідами у складі паливних частинок // Бюлетень екологічного стану зони відчуження та зони безумовного (обов’язкового) відселення. - 2002. - № 2 (20). - С. 22 -32. 6. Бугай Д.А., Джепо С.П., Скальский А.С. и др. Миграция стронция-90 в грунтовые воды из захоро- нения радиоактивных отходов "Рыжий лес" // Проблеми Чорнобильської зони відчуження. - 2001. - Вип. 7. - С. 20 - 31. ПРО МОЖЛИВІСТЬ ВИЗНАЧЕННЯ ЗАПАСІВ ТРАНСУРАНОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 89 7. Dubchak S., Dolin V. Мigration of americium_and plutonium isotopes in the soil of forest ecosystems in 10-km exclusion zone // Міжнар. конф. "Двадцять років Чорнобильської катастрофи. Погляд у майбутнє". 24 - 26 квітня 2006 р., Київ, Україна. Зб. доп. - К., 2006. - С. 390 - 391. 8. Лашко А.П., Лашко Т.Н. Экология окружающей среды и трансурановые элементы с низкой удель- ной активностью. Опыт преодоления последствий Чернобыльской катастрофы // Там же. - С. 458 - 464. 9. Бондаренко Г.Н. Влияние геохимических процессов на эволюцию радиационной обстановки в зоне влияния Чернобыльской аварии // Там же. - С. 260 - 265. 10. Скорбун А. Д., Панасюк М. І. Математична модель радіоактивного забруднення грунтів локальної зони об'єкта "Укриття" // Проблеми Чорнобиля. - 2003. - Вип. 13. - С. 96 - 101. 11. Вишневський І.М., Гайдар О.В., Тришин В.В., Червонна Л.Є. Використання гіс-технологій для дослідження чорнобильських випадінь та створення комплексних систем радіоекологічного моніторингу // Міжнар. конф. "Двадцять років Чорнобильської катастрофи. Погляд у майбутнє". 24 - 26 квітня 2006 р., Київ, Україна. Зб. доп. - К., 2006. - С. 260 - 265. 12. Ганжа Д., Назаров О., Сплошной Б. Пошук полів підвищеної радіоактивності на територіях: спосіб радіологічного обстеження // Там же. - С. 271 - 275. 13. Подберезный С.С., Панасюк Н.И., Оружий А.П. Применение технологий геоинформационных систем при обработке данных радиоэкологического мониторинга в районе объекта "Укрытие" // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. - 2005. - Вип. 2. - С. 99 - 103. 14. Ключников А.А., Подберезный С.С., Панасюк Н.И. и др. Прогноз количества радиоактивных отходов в грунтах на участке фундамента нового безопасного конфаймента // Там же. - 2006. - Вип. 6. - С. 145 - 147. Надійшла до редакції 08.02.07 137Cs 238Pu М. І. ПАНАСЮК, С. С. ПІДБЕРЕЗНИЙ, А. Д. СКОРБУН ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 90 14 О ВОЗМОЖНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСОВ ТРАНСУРАНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ДАННЫМ ГАММА-КАРОТАЖА Н. И. Панасюк, С. С. Подберезный, А. Д. Скорбун На основе сравнительного анализа данных гамма-каротажа и соответствующих результатов радиохимических анализов показано, что существует надежная корреляция между количеством 137Cs, 238Pu и другими радионуклидами в активном слое грунтов вокруг разрушенного 4-го энергоблока ЧАЭС. Доказано, что данные гамма-каротажа адекватно отражают распределение радионуклидов в грунтах изучаемой территории и на их основе можно оценивать запасы трансурановых элементов, не используя трудоемких радиохимических анализов. 14 ABOUT A POSSIBILITY OF TRANSURANIUM ELEMENTS RESERVES ESTIMATION USING GAMMA LOGGING DATA M. I. Panasyuk, S. S. Pidberesnyi, A. D. Skorbun On the base of comparative analysis of gamma logging data and corresponding results of radio- chemical analyses it was shown, that a reliable correlation exists between 137Cs, 238Pu and other radionuclides quantities in the active layer near destroyed Unit 4 of Chornobyl NPP. In this way it was shown, that gamma- logging data adequately reflect the radionuclides distribution in territory of interesting soils, and on their base it is possible to estimate transuranium elements without use of labor-intensive radiochemical analyses.