О радиоактивном загрязнении одежды "четверки" и местности

[ZSM-5]

Найдены данные о составе радиоактивного выброса на Маяке осенью 1957 г - см. примечание к таблице 2 в статье. Для удобства, эти данные также представлены в табличке в Экселе (там помимо этого есть еще кой-какая полезная информация).

Эта информация может быть полезной для определения вклада бета- и гамма-излучения.

[777]

Найдены данные о составе радиоактивного выброса на Маяке осенью 1957

Спасибо за достоверные данные!
Имеем:

Ce144/Pr144 - 66% в выбросе.
144Се (285 сут. Eβ = 0,31; Eγ= 0,134(11%)) -> 144Pr (17,3 мин. Eβ = 2,99; Eγ= 0,695 (1,5%))

Sr-90/Y-90 - 5.4% в выбросе
90Sr (28,6 лет Eβ = 0,546) -> 90Y (64,1 ч. Eβ = 2,27)

Cs-137  -  0.036%  в выбросе
137Cs (30,0 лет Eβ = 1,176 (5%); Eβ = 0,514 (95%); Eγ= 0,662 (85%)

Zr-95/Nb-95 - 24.9% в выбросе
95Zr (64 сут. Eβ = 0,396; Еγ= 0,724 (49%); Eγ= 0,756 (49%))  -> 95Nb (35 сут. Eβ = 0,160; Eγ= 0,765 (99,8%))

Ru-106/Rh-106 - 3.7% в выбросе
106Ru (372 сут. Eβ = 0,039) -> 106Rh (28,8 с. Eβ = 3,54; Eγ= 0,512 (21%); Eγ= 0,622 (11%))

Все гамма-распады или у короткоживущих изотопов, или крайне малый процент по сравнению с бетой.
К 1959 можно считать, что осталась только бета. Т.е это однозначно Маяк, а локальное загрязнение или одежда, принесенная из зоны основного следа - непринципиально.
Не исключено сочетание 2-х факторов.

[ZSM-5]

это однозначно Маяк

Большое спасибо за научно обоснованный вывод!  Это выглядит как довольно существенный шаг в понимании происхождения радиоактивного загрязнения одежды.

Кстати, надеемся, что через несколько дней у нас будут предварительные данные по анализу спила дерева.

[ZSM-5]

Что-то меня начали терзать "смутные сомненья"... От момента аварии на Маяке (сентябрь 1957) до момента проведения ФТЭ Левашовым (май 1959) прошло, грубо говоря, 600 дней. Если считать состав радиоактивной бяки за весовые проценты (ну т.е. 66вес% - Ce-144), и посчитать по закону радиоактивного распада, то получается, что если изначально было, допустим, 1 г бяки, то через 600 дней там будет 6.4*10²⁰ атомов Ce-144, 3.5*10²⁰ Sr-90, 6.7*10¹⁹ Ru-106, и 2.6*10¹⁸ Zr-95. Ну т.е. количество Церия-144, который излучает бету и гамму, все еще значительное... Расчеты приведены в таблице - каждый желающий может проверить. Или 66% - это не весовые проценты, а что-то другое??? Например, вклад Ce-144 в общую радиоактивность???

[Moon]

Основанием для сомнениний также является заявление о том, что всех, кто соприкасался с вещами погибшей группы , подвергли исследованию на наличие радиационного заражения.
За просто так? Не имея для такого исследования  никакого основания?

[777]

Или 66% - это не весовые проценты, а что-то другое??? Например, вклад Ce-144 в общую радиоактивность?

Именно так. Представим, что гамма-квант выделяется при распаде ядра с весом 1000у.е. и ядра весом 10у.е. Разница в весовых единицах 100-кратная, а на выходе и там, и там - только 1 гамма-квант. Т.е весовые проценты нас вообще не интересуют. Это не химия

Решил посчитать и получить конкретные цифры.
1 этап: считаем по известной формуле - сколько чего останется через 600 дней после выброса. От 66 единиц церия останется 15.34. Соответственно: стронция - 5.19; цезия - 0.035; циркония - 0.038; рутения - 2.21.
2 этап: пересчитываем процентный состав изотопов на 1959 год (600 дней после аварии). Получаем:
церий - 70.33%; стронций - 23.79%; цезий и цирконий по 0.02%; рутений - 5.55%.
3 этап: считаем по каждому элементу - сколько бета и гаммы выделится при распаде. Например: при распаде церия во всех случаях (100%) выделяется бета и только в 11% гамма. Дополнительно учитываем дочерний распад. Так по каждому элементу. В итоге получается, что вклад гаммы в общее излучение продуктов на 600-й день после аварии на Маяке  дает менее 6% (т.е на 100 выделившихся частиц только 6 есть гамма, а 94 - бета)

В принципе такая картина была понятна и раньше. Но вопрос оставался по цезию. Т.к он долгоживущий и дает гамму в 85% распадов, то его содержание в выбросе даже на уровне 1% могло сильно изменить ситуацию. Но найденная Тимуром цифра 0.036% свела вклад гаммы к нулю.

и за это время радиологи Свердловска изучили подарок с юга во всех изгибах и извивах...

Можно конкретнее? Выше приведен расчет и его объяснение, который вы, как инженер, можете повторить (надеюсь ) в любой момент. Найдете ошибки - обсудим. А пока ваши "изгибы и извивы" - чистая демагогия. Но раз вы в теме - напишите пож-та детально, чем занимались радиологи Свердловска, что изучали и какие результаты получили.  Думаю, это всем будет интересно.

[ZSM-5]

Именно так.

777, огромное спасибо, что подробно разжевали для "тупых" (ну т.е. для меня ). Рад, что основополагающий вывод остается непокобелимым

Т.е весовые проценты нас вообще не интересуют. Это не химия

Чтобы уж расставить все точки над "и" - а нельзя привести ссылочку, что при оценке вклада различных радионуклидов используются не весовые проценты, а другие единицы? Наверняка в оригинальной работе Никипелова про это что-то сказано, но проблема в том, что эта работа - материалы конференции, а их, как правило, очень трудно достать.

А пока ваши "изгибы и извивы" - чистая демагогия. Но раз вы в теме - напишите пож-та детально, чем занимались радиологи Свердловска, что изучали и какие результаты получили.  Думаю, это всем будет интересно.

Стопиццот! Уже не раз предупреждал, что в этом разделе не позволю опускать линию талии разводить флуд, оффтопик, и демагогию. Все подобные сообщения будут безжалостно удаляться. Так что ув.Хельга попрошу без обид - ничего личного.

[Helga]

Так что ув.Хельга попрошу без обид - ничего личного.

вы, как инженер, можете повторить (надеюсь ) в любой момент.

У меня - другое предложение.
Я, как инженер-механик -  в полураспадах смыслю мало. Но - если вы поставите грамотные вопросы - то надеюсь, смогу их задать очень приличному специалисту в области, как в прямом (х\к "Маяк") так и в переносном смысле.

[ZSM-5]

если вы поставите грамотные вопросы - то надеюсь, смогу их задать очень приличному специалисту в области, как в прямом (х\к "Маяк")

Пока уважаемый 777 думает (или уже празднует ), то можно я встряну, и задам специалисту с Маяка такой вопрос: насколько распределение радионуклидов при аварии в 1957 г по данным Никипелова (см экселовскую табличку) соответствует истине? Если не соответствует, то какое истиное распределение? В первую очередь интересует содержание Cs-137 - насколько оно соответствует заявленым 0.036%?

[777]

а нельзя привести ссылочку, что при оценке вклада различных радионуклидов используются не весовые проценты, а другие единицы?

Можно . Вот, навскидку: http://magate-1.narod.ru/6.html
Все выбросы, загрязненности, вклады, составы и т.д расчитываются в активности (Ки и производные) и доли активности (%)  (см.табл.2-3, ну и далее).
Честно говоря, других вариантов я не встречал никогда.

У меня - другое предложение

Вот ZSM-5 грамотный вопрос задал. Только попросите у вашего специалиста не только цифры, но и ссылочки. Заранее спасибо!
А вообще несколько странно: разве сложно попросить специалиста провести аналогичный полный расчет? Пусть он скажет цифры по вкладу бета и гаммы (%) на май 1959 от Маяка. Ждем

[Helga]

А вообще несколько странно: разве сложно попросить специалиста провести аналогичный полный расчет? Пусть он скажет цифры по вкладу бета и гаммы (%) на май 1959 от Маяка. Ждем

Не он, а она)))
 Быстро не обещаю, но постараюсь.

[ZSM-5]

Нашел нужную статью Никипелова, в журнале "Атомная Энергия", правда, в переводе на английский, и за деньги 
К счастью, бесплатная 2-х страничная превьюшка из Шпрингера захватывает нужную табличку 

[Сергей В.]

   Точный расчет соотношения бэты и гаммы, улавливаемых имеющимися в распоряжении Левашова детекторами, конечно, более сложен, чем приведенный ув. 777. Тут вдобавок надо учитывать многочисленные дочерние распады и их спектр. М.б. ув. 25G нам сможет помочь?
Но в первом приближении, согласен, в мае вклад гаммы не должен превышать 6-9%. В общем-то это немало и ею вряд можно было тогда пренебречь.

[ZSM-5]

вклад гаммы в общее излучение продуктов на 600-й день после аварии на Маяке  дает менее 6%

в мае вклад гаммы не должен превышать 6-9%. В общем-то это немало и ею вряд можно было тогда пренебречь

Самое большое абсолютное значение у нас 4900 распадов в минуту. Если перевести то, что Вы сказали, на язык цифр, то вклад гаммы получается от 300 (6%) до 440 (9%), при фоне 100.

Дополнительно учитываем дочерний распад.

Дочерний распад учитывался полностью, т.е. до образования стабильного (или очень долгоживущего) изотопа, или только до первой "дочки"?

[KUK]

Нашел нужную статью Никипелова, в журнале "Атомная Энергия", правда, в переводе на английский, и за деньги 
К счастью, бесплатная 2-х страничная превьюшка из Шпрингера захватывает нужную табличку

Хорошо, что захватывает. Но вот я нашел чего: http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=4237776
Какой это год и номер?

[777]

Дочерний распад учитывался полностью, т.е. до образования стабильного (или очень долгоживущего) изотопа, или только до первой "дочки"?

Ну, как бы полностью . На самом деле он учитывался, но не всегда отражался в цифрах. Объясню почему:
- там, где "дочки" распадаются за секунды - учитывались
- там, где за десятки минут - не учитывалась бета. Это связано с тем, что все дочки распада испытывают бета-распад. Но, если в первом случае (секунды) можно говорить о том, что дочерний распад происходит практически одновременно, то во втором (из-за относительно большого периода) можно долго и нудно спорить - корректно ли учитывать все это для конкретного случая измерений Левашова, как учитывать и т.д. Поэтому во втором случае я тупо не учитывал бету (а гамму учитывал). Т.е при этом доля гаммы естественно завышалась. Поэтому полученная цифра - это максимальная доля гаммы.

Точный расчет соотношения бэты и гаммы, улавливаемых имеющимися в распоряжении Левашова детекторами, конечно, более сложен, чем приведенный ув. 777. Тут вдобавок надо учитывать многочисленные дочерние распады и их спектр. М.б. ув. 25G нам сможет помочь?
Но в первом приближении, согласен, в мае вклад гаммы не должен превышать 6-9%. В общем-то это немало и ею вряд можно было тогда пренебречь.

Естественно, точный расчет более сложен. Более того - он практически невозможен. Именно поэтому в данной области чаще измеряют, чем расчитывают. Но, надеюсь указанные мной упрощения вас устроят?
По поводу "в общем-то и вряд ли" я выше уже отвечал ув.Хельге. Повторяться не буду. Без обид, хорошо?
С удовольствием выслушал бы мнение ув.25G. Тут полностью согласен.

[ZSM-5]

Поэтому во втором случае я тупо не учитывал бету (а гамму учитывал). Т.е при этом доля гаммы естественно завышалась. Поэтому полученная цифра - это максимальная доля гаммы.

Спасибо за очередное "разжевывание"! Теперь понятно, почему выше было написано "не больше 6%". А нет ли возможности по-быстрому провести оценку нижней границы вклада гаммы?

ув.25G

25G - это Атомико?

Какой это год и номер?

Русский (не переводной) вариант: 1989 год, том 67, выпуск (или номер) 2, стр. 74-80. Заранее большое спасибо!

[KUK]

Русский (не переводной) вариант: 1989 год, том 67, выпуск (или номер) 2, стр. 74-80. Заранее большое спасибо!

Вроде то: http://yadi.sk/d/0yEmYEly9eGmF

[alexsandrovna]

ZSM-5, в целом, расчеты делаются из каких соображений? Вы связываете заражение одежды с радиационным фоном в районе перевала в связи с аварией на "Маяке" или со случайным попаданием радиации на одежду у людей, имеющих отношение к "Маяку"?

[777]

А нет ли возможности по-быстрому провести оценку нижней границы вклада гаммы?

По моему мнению можно снять еще процент, не больше (т.е останется 5%). Но это не принципиально, как мне кажется. Ведь даже точно расчитанная доля все равно на практике будет меняться по зоне загрязнения и с учетом погрешностей измерений. Т.е мы не можем говорить о том, что в случае 4200 бета должно было быть однозначно отмечено и 300 гамма. Поэтому важна именно верхняя граница вклада, а точнее факт того, что вклад гаммы много (от порядка) меньше беты. Что мы и наблюдаем в заключении Левашева (т.к там и беты, собственно, тоже не особо чтобы много ).

[ZSM-5]

Вы связываете заражение одежды с радиационным фоном в районе перевала в связи с аварией на "Маяке" или со случайным попаданием радиации на одежду у людей, имеющих отношение к "Маяку"?

Хороший вопрос, спасибо! Пока что ответа на него, к сожалению, нет. Однако, как я уже упоминал, мы надеемся получить данные по радиологическому анализу среза дерева (см. подробнее вот тут, сообщение #1: http://taina.li/forum/index.php?topic=2152.0). Срез уже находится на Кафедре Радиохимии Химфака МГУ - большое спасибо Шуре Алексеенкову, и, естественно, зав.кафедрой С.Н.Колмогорову, который любезно согласился провести анализ. Если ответ будет отрицательным, т.е. радиоактивного заражения местности там не было, то можно будет более-менее уверенно говорить, что радиация на одежде - из-за случайного попадания на Маяке (или, например, при работе с образцами почвы и т.д. с Маяка - этим, например, мог заниматься А.Колеватов).

По моему мнению можно снять еще процент, не больше (т.е останется 5%). Но это не принципиально, как мне кажется.

Да, не принципиально, но я спросил чисто из такого соображения: не всегда, но довольно часто истиное значение оказывается примерно посередине между верхней границей, и нижней. Ну т.е. если бы нижняя граница была 0%, то можно было бы предположить, что вероятное значение где-то в районе 3%, а вот если нижняя граница - 5%, то вероятное значение - 5.5%, т.е. разница совсем несущественная, и этим можно пренебречь.

[ZSM-5]

Прежде чем отбрасывать гипотезу о радиоактивном заражении районов Северного Урала из-за испытаний 1957-1958 годов на Новой Земле, надо учитывать, что подавляющее большинство тех испытаний были термоядерными. Не без оснований считается, что водородная бомба - чище, чем атомная. Также считается, что плутониево/урановый (или поодиночке, или вместе???) "поджигатель" для термояда, в основном распадается при термоядерном взрыве. Однако, я нашел данные, что 16+/-6% исходного плутония таки остается. По оценкам, остается от 2 до 4 г плутония на килотонну мощности термоядерного взрыва (оценка приведена для термоядерного испытания в КНР 17 ноября 1976 г, см. стр.360-361 в этой статье: http://www.princeton.edu/sgs/publications/sgs/pdf/2_4DeGeer.pdf). Ясно, однако, что количество остающихся "тяжелых" радиоактивных материалов, и их состав, сильно зависят от конструкции водородной бомбы, и количество остающегося плутония и др. радионуклидов, при испытаниях 1957-1958 г могло быть другим.

Короче, надо подучить матчасть, чтобы понять, не могло ли возможное радиоактивное заражение районов Северного Урала из-за испытаний термоядерного оружия в1957-1958 г на Новой Земле иметь специфический состав радионуклидов, дающих очень высокое отношение бета/гамма.

P.S. В связи с термоядом, решил подтянуть матчасть по тритию... Чем не кандидат - чистый бета-излучатель, удобно объяснить "неоднородность" радиоактивности на одежде - какая-то одежда была менее сухой, вот она и дала самые высокие показания (шерсть ИМХО лучше удерживает воду, чем хлопок, а тритий естественно будет только в воде). Что думаете?

[alexsandrovna]

Цитата из статьи: "Острой для Уральского региона является проблема загрязнения почв радионуклидами. В результате аварийного радиоактивного выброса в 1957 г. на ПО "Маяк" и образования Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРСа) из хозяйственного использования было выведено 106 тыс. га земель в Челябинской и Свердловской областях. Из них около 55% составляли сельхозугодья.

Сельхозугодья на Урале в разной степени загрязнены радионуклидами: стронцием-90 и цезием-137, а также промотходами кадмия, ртути, мышьяка и другими элементами; минеральными удобрениями и пестицидами.

На формирование радиационной обстановки в Уральском регионе оказали заметное влияние воздушные ядерные взрывы 14 сентября 1954 г. в ходе Тоцкого войскового учения (Оренбургская область), а также подземные ядерные взрывы, проведенные в хозяйственных центрах в Оренбургской, Пермской, Тюменской областях и Республике Башкортостан. Испытания ядерного оружия на Семипалатинском и Центральном полигонах еще более ухудшили экологическую обстановку на Урале: наличие цезия-13 7 повысилось до 0,1 Ки/км2 и более, что в два раза превысило плотность загрязнения почв по сравнению с равнинной территорией России до Чернобыльской катастрофы. "

Стронций-90 претерпевает β−-распад, переходя в радиоактивный иттрий 90Y ( период полураспада 28,79 лет) .

Нуклид 90Y также радиоактивен, имеет период полураспада в 64 часа и в процессе β−-распада с энергией 2,28 МэВ превращается в стабильный 90Zr[2].

Цезий-137 претерпевает бета-распад (период полураспада 30,17 лет), в результате которого образуется стабильный изотоп бария 137Ba.

Т.е. и в том и другом случае практически чистый бета-источник.
.

[Сергей В.]

По поводу "в общем-то и вряд ли" я выше уже отвечал ув.Хельге. Повторяться не буду.

Хорошо, я Вам повторю без если и вряд ли, что даже 6% это очень приличная доля, чтобы ею Левашов пренебрег. Так понятней?
И это ключевой вопрос в теме.

Цезий-137 претерпевает бета-распад (период полураспада 30,17 лет), в результате которого образуется стабильный изотоп бария 137Ba.
Т.е. и в том и другом случае практически чистый бета-источник.

Цезий-137 преимущественно гамма-излучатель.

[ZSM-5]

даже 6% это очень приличная доля, чтобы ею Левашов пренебрег

Я предложил выше оперировать не 6-ю %, а цифрой в 300 распадов, при фоне 100. Вопрос: исходя из конструкции прибора, методики измерения, и всего прочего, можно ли это не заметить, или пренебречь?

[Сергей В.]

Я предложил выше оперировать не 6-ю %, а цифрой в 300 распадов, при фоне 100. Вопрос: исходя из конструкции прибора, методики измерения, и всего прочего, можно ли это не заметить, или пренебречь?

Фон при измерении не учитывается (вычитается), а при измерениях в свинцовом домике он отсекается. Замена процентов распадами принципиально ничего не меняет, возросшую погрешность при низких уровнях обычно нивелируют увеличением экспозиции. По имевшимся в распоряжении Левашова детекторам специалистом является 25G. Если он не появится, нужно искать его посты в ракитинском разделе, там были указаны диапазоны фиксируемых энергий.
    к.п.д. ядерной части водородного взрыва действительно намного выше, чем чисто ядерного.

[777]

Так понятней?

Нет . Потому как с равным успехом можно написать 
даже 5% это очень приличная доля
даже 4% это очень приличная доля
и т.д. Хотелось бы подтверждения. Оно у вас есть?

Цезий-137 преимущественно гамма-излучатель

Вообще-то гамма наблюдается только в 85% распадов. А бета в 100%. Что есть в такой ситуации "преимущественно"?

[Сергей В.]

Вообще-то гамма наблюдается только в 85% распадов. А бета в 100%. Что есть в такой ситуации "преимущественно"?

А вот что: гамма наблюдается в 85% распадов, но энергия этой гаммы выше, чем у беты, 661,7 и 511,7 кЭВ, соответственно.
Что касается цифры в 6%, то она Ваша, имейте совесть. И это много.

добавлено позже
Если не затруднит, приведите состав изотопной смеси на момент анализа Левашовым и то, каким образом вы взвешивали энергии гаммы и беты, если взвешивали, конечно; учитывали ли тормозное излучение беты?  Чисто для сравнения.

[alexsandrovna]

Цезий-137 преимущественно гамма-излучатель.

А насколько гамма-кванты от этого распада стабильны во времени? Ведь на одежде не излучатель, а продукты распада.

[Сергей В.]

А насколько гамма-кванты от этого распада стабильны во времени? Ведь на одежде не излучатель, а продукты распада.

Излучатели, а что же ещё? Но состав их со временем меняется соответственно периоду полураспада. Гамма кванты стабильны в том смысле, что проникающая способность их велика.