Мақолада Самарқанд вилояти Пайариқ тумани қурилиш объектларида ишлатилаётган табиий қурилиш материаллари таркибидаги радионуклидларнинг солиштирма активлигини ўлчаш натижалари келтирилган.
Калит сўзлар: табиий қурилиш материаллари, радионуклид, солиштирма активлик, спектр, сцинтилляцион усул, емирилиш даври, кларк сони, радиацион ҳавфсизлик нормалари.
В статье приводятся результаты измерения удельной активности радионуклидов, входящих в состав природных строительных материалов, которые используются на строительных объектах Пайарыкского района Самаркандской области.
Ключевые слова: природные строительные материалы, радионуклид, удельная активность, спектр, сцинтилляционный метод, период распада, число кларка, нормы радиационной безопасности.
Ҳозирги кунда қурилиш ишлари бутун Республикамизда жуда қизғин паллада. Шаҳарларимиз ўз кўркини бутунлай янгиламоқда, қишлоқларда ҳам янги типдага турар жойлар қад кўтармоқда. Жумладан, Самарканд вилояти Пайарик тумани худудидаги имом Ал-Бухорий зиёратгоҳида ҳам эътиборга молик қурилиш ишлари олиб борилмоқда ва бу ерда яқин орада улкан ўзгаришлар рўй бериши кутилмоқда.
Қурилиш майдончаларида ишлатилаётган маҳаллий ёки чет элдан келтирилган қурилиш материалларининг радиацион нурланиш даражасини тезкор усулда аниқлаб бериш, натижаларга кўра улар қанчалик яроқли ёҳуд инсон соғлигига зиён етказиши мумкинлиги ҳақида аниқ маълумотларни бериш каби амалий масалалар долзарбдир.
Биринчи ёндашишда инсонга ташқи радиацион нурланиш кучлироқ таъсир кўрсатади деб ўйлаш мумкин, бироқ баъзи ҳолларда, яъни бино хоналари ичида радиацион нурланиш даражаси ташқи нурланишга нисбатан тахминан 30 % лар юқори бўлиши мумкинлиги ҳақида илмий маълумотлар бор [1]. Бунинг сабаби хона деворларидаги қурилиш материалларидан чиқадиган нурланиш деб топилган, чунки хоналар асосан тўртбурчакли, ёпиқ шаклда, шу сабаб нурланиш геометрияси активлик даражасининг кескин ошиб кетишига олиб келади.
Радиацион нурланишни билиш, уни тўғри ўлчай олиш радиоактивлик ҳақидаги маълумотларнинг объективлигини таъминлайди, радиацион ҳавфсизлик чораларини кучайтиради ва радиация нуқтаи назаридан ҳавфсиз қурилиш материалларини ишлаб чиқариш технологияларига керакли тавсияларни кўрсатиш имконини беради.
Инсон саломатлигини таъминлаш учун эндиликда табиий қурилиш материалларининг нафақат йиғинди радиоактивлигини, балки улардаги радионуклидлар таркибини ҳамда радиацион нурланишдаги улушларини билишни тақозо этади. Ушбу масалани амалга ошириш учун турли асбоб ва услублар қўлланилади [2, 3]. Биноларнинг умумий радиацион фони даражасига табиий радионуклидлар нурланишидан ташкари радоннинг ҳажмий нурланиши ҳам ўз ҳиссаларини қўшади. Ўзбекистон худудидаги кўплаб жойларда, жумладан, тоғли худудларда ёҳуд уларга яқин жойлашган шаҳарларда радоннинг нурланиш даражаси нисбатан юқорилиги кузатилган [4]. Пайариқ тумани қурилиш объектларидаги радонга оид маълумотларни мавжуд янги услублар [2] ёрдамида таҳлил қилиш алоҳида мустақил изланишларни талаб этади. Мазкур ишимизда биз табиий радионуклидлар ҳиссасинигина баҳоладик, холос.
Табиий қурилиш материаллари таркибидаги радионуклидларнинг солиштирма активлигини ўлчаш учун сцинтилляцион усул танланди, чунки ҳозирги кунда ушбу усул энг тезкор ва энг самарали услублардан бири бўлиб ҳисобланади. Бевосита ўлчаш ишлари Самарқанд давлат университети «Ядро–физикавий лабораторияси»даги «РАДЭК» аналитик комплекс ёрдамида амалга оширилди. Мазкур комплекс саноат корхоналари, қишлоқ хўжалик ташкилотлари маҳсулотларидан, атроф–муҳит объектларидан тайёрланган ва таркибида 226 Ra , 232 Th , 40 K , 222 Rn , 137 Cs , 90 Sr радионуклидлари мавжуд бўлган намуналарнинг активлигини ўлчаш учун мўлжалланган [5]. Комплексдаги ўлчаш услуби текширилиши керак бўлган намуналардан махсус тартиб асосида ўлчаш намуналарини тайёрлашни тақозо этади. «РАДЭК» комплекси Маринелли идиши шаклида тайёрланган намунавий активликка эга бўлган радиоактив манбалар ( 226 Ra , 232 Th , 40 K , ва 137 Cs ) ёрдамида даражаланган.
Радионуклидларнинг активлиги, солиштирма активлиги ва ўлчашдаги тасодифий хатоликларни ҳисоблаш автоматик тарзда махсус дастурий таъминот «А–Scinti–W» ёрдамида амалга оширилади. Активлик, солиштирма активлик ва тажриба хатоликлари қийматлари компьютер экранида акс эттирилади. Қурилиш материаллари радионуклидлари учун эффектив солиштирма активлик А эфф қуйидаги формула ёрдамида аниқланади: А эфф =1,3А Ra +1,31А Th +0,085А K . Абсолют хатолик эса А эфф =
Қуйидаги 1–5 расмларда табиий қурилиш материаллари (шағал, қизил қум, қора қум, ғишт ва гипс)дан тайёрланган ўлчаш намуналари учун спектрлар келтирилган. Уларда қулайлик учун қурилиш материаллари спектрларидан ташқари, фон спектри ҳамда калибровка спектрлари ҳам кўрсатилган. Ҳар бир спектр ёнида махсус дастурий таъминот ёрдамида автоматик тарзда ҳисобланган активлик, солиштирма активлик, эффектив солиштирма активлик ҳамда хатоликларнинг қийматлари келтирилган. Бундан ташқари намуна тури, унинг массаси, ҳажми, ўлчаш вақти, фон ва калибровка спектрлари ҳақидаги маълумотлар ҳам ўрин олган.
|
|
Ишчи спектр: D:\ Ўлчаш\2021\sherzod\sheben.asw Фон спектри: C:\ASW\fon-g\1fon.asw Калибровка: C:\ASW\clb-g\marin-constr.clb Спектрни ўлчаш санаси: 25.05.21 Реал вақт: 2400.00 сек. Намуна массаси: 1.32 кг Намуна ҳажми: 1.000 л Изоҳ: шағал (щебень) |
Расм. 1. Шағалдан тайёрланган ўлчаш намунаси учун сцинтилляцион спектр
|
Нуклид |
Активлик, Бк |
Тасод.хато, % |
Солиш. активлик, Бк/кг |
Абс.хато, Бк/кг |
Нисб. хато , % (P=0.95) |
|
Ra-226 |
25.658 |
0.17 |
19.438 |
3.9 |
20.3 |
|
Th-232 |
35.802 |
0.04 |
27.122 |
3 |
10.9 |
|
K-40 |
340.29 |
0.04 |
257.8 |
27 |
10.4 |
A эфф = 77.9 ±6.01 Бк/кг
|
|
Ишчи спектр: D:\ Ўлчаш\2021\sherzod\q-qum.asw Фон спектри: C:\ASW\fon-g\1fon.asw Калибровка: C:\ASW\clb-g\marin-constr.clb Спектрни ўлчаш санаси: 25.05.21 Реал вақт: 2400.00 сек. Намуна массаси: 1.3 кг; Намуна ҳажми: 1.000 л Изоҳ: қизил қум (песок красный) |
Расм. 2. Қизил қумдан тайёрланган ўлчаш намунаси учун сцинтилляцион спектр
|
Нуклид |
Активлик, Бк |
Тасод.хато % |
Солиш. активлик, Бк/кг |
Абс.хато, Бк/кг |
Нисб. хато , % (P=0.95) |
|
Ra-226 |
< 8.4802 |
- |
< 6.523 |
- |
- |
|
Th-232 |
45.153 |
0.05 |
34.733 |
4 |
11.5 |
|
K-40 |
1653.7 |
0.01 |
1272 |
130 |
10 |
A эфф = 166 ±14.2 Бк/кг
|
|
Ишчи спектр: D:\ Ўлчаш\2021\sherzod\qum.asw Фон спектри: C:\ASW\fon-g\1fon.asw Калибровка: C:\ASW\clb-g\marin-constr.clb Спектрни ўлчаш санаси: 25.05.21 Реал вақт: 2400.00 сек. Намуна массаси: 1.65 кг; Намуна ҳажми: 1.000 л Изоҳ: қора қум (песок чёрный) |
Расм. 3. Қора қумдан тайёрланган ўлчаш намунаси учун сцинтилляцион спектр
|
Нуклид |
Активлик, Бк |
Тасод.хато, % |
Солиш. активлик, Бк/кг |
Абс.хат., Бк/кг |
Нисб. хато , % (P=0.95) |
|
Ra-226 |
27.266 |
0.22 |
16.525 |
4.3 |
26.2 |
|
Th-232 |
47.439 |
0.05 |
28.751 |
3.2 |
11 |
|
K-40 |
589.69 |
0.03 |
357.39 |
36 |
9.97 |
A эфф = 86.1 ±6.79 Бк/кг
|
|
Ишчи спектр: D:\ Ўлчаш\2021\sherzod\g’isht.asw Фон спектри: C:\ASW\fon-g\1fon.asw Калибровка: C:\ASW\clb-g\marin-constr.clb Спектрни ўлчаш санаси: 25.05.21 Реал вақт: 2400.00 сек. Намуна массаси: 0.99 кг Намуна ҳажми: 1.000 л Изоҳ: гишт (кирпич) |
Расм. 4. Гиштдан тайёрланган ўлчаш намунаси учун сцинтилляцион спектр
|
Нуклид |
Активлик, Бк |
Тасод.хато, % |
Солиш. активлик, Бк/кг |
Абс.хат., Бк/кг |
Нисб. хато , % (P=0.95) |
|
Ra-226 |
44.059 |
0.12 |
44.504 |
8 |
18 |
|
Th-232 |
39.38 |
0.05 |
39.778 |
4.5 |
11.4 |
|
K-40 |
638.12 |
0.02 |
644.56 |
63 |
9.84 |
A эфф = 154 ±11.5 Бк/кг
|
|
Ишчи спектр: D:\ Ўлчаш\2021\sherzod\gips.asw Фон спектри: C:\ASW\fon-g\1fon.asw Калибровка: C:\ASW\clb-g\marin-constr.clb Спектрни ўлчаш санаси: 25.05.21 Реал вақт: 2400.00 сек. Намуна массаси: 0.775 кг Намуна ҳажми: 1.000 л Изоҳ: гишт (кирпич) |
Расм. 5. Гипсдан тайёрланган ўлчаш намунаси учун сцинтилляцион спектр
|
Нуклид |
Активлик, Бк |
Тасод.хато, % |
Солиш. активлик, Бк/кг |
Абс.хат., Бк/кг |
Нисб. хато , % (P=0.95) |
|
Ra-226 |
< 5.7301 |
- |
< 7.394 |
- |
- |
|
Th-232 |
< 3.2406 |
- |
< 4.181 |
- |
- |
|
K-40 |
< 28.067 |
- |
< 36.22 |
- |
- |
A эфф = 16.1 ±9.74 Бк/кг
Ra-226 нуклидининг емирилиши натижасида Rn-222 радиоактив радон гази пайдо бўлади (ярим емирилиш даври 3,325 суткага тенг). Бу ҳол Ra-226 га нисбатан кузатиладиган радиоактив мувозанатнинг бузилиши эвазига ўлчаш намунасидаги активлик қийматига таъсир кўрсатади ва натижалар аниқлигини пасайтириб юборади. Бундай четланишларни олдини олиш мақсадида, одатда, ўлчаш намуналари Rn-222 ярим емирилаш давридан 10 баробар кўп муддат мобайнида радиоактив мувозанат ўрнатилиши учун сақланиши керак бўлади. Шунинг учун ҳам битта ўлчаш намунасини текшириш вақти 40 кунгача чўзилиб кетади. Кенг кўламда олиб борилаётган қурилиш ишлари радионуклидлар активлигини ўлчашнинг тезкор усулларини ишлаб чиқишни талаб этади. Самарканд давлат университети Ядро-физикавий лабораторияси олимлари томонидан олиб борилган кўп йиллик изланишлар натижасида ва йиғилган катта стастистик маълумотлар асосида радиоактив мувозанатнинг бузилиши эвазига ўлчаш аниқлигини пасайишини компенсация қилиш имконини берувчи махсус мувозанат формуласи ёрдамида натижаларни қайта ҳисоблаш услуби яратилган [6]. Ушбу услубдан фойдаланган ҳолда биз ўлчаш намуналаридаги Ra-226 нуклидининг солиштирма активлиги учун натижаларни қайта ҳисоблаб чиқдик ва уларнинг қийматларини қуйидаги жадвалда келтирамиз.
Жадвал 1
Ў лчаш намуналаридаги Ra-226 нуклидига нисбатан радиоактив мувозанат бузилишини ҳ исобга олувчи солиштирма активлик учун қ айта ҳ исобланган қ ийматлар
|
Ra-226 Бк / кг |
Ша ғ ал |
Қ изил қ ум |
Қ ора қ ум |
Ғ ишт |
Гипс |
|
ўлчанган |
19,4±3,9 |
<6.52 |
16,5±4,3 |
44,5±8 |
<7.4 |
|
ҳисобланган |
25,2±5,07 |
<8.5 |
21,4±5,6 |
57,8±10,4 |
<9.6 |
Ўтказилган ва қайта ҳисобланган натижалардан кўриниб турибдики, намуналардаги солиштирма активлик қиймати К-40 радионуклиди учун кузатилган. Табиий калий асосан учта изотопдан иборат бўлиб, улардан иккитаси К-39 (93,08 %) ва К-41 (6,41 %) барқарор, учинчиси К-40 (0.0118 %) эса радиоактив ҳисобланади ва унинг ярим емирилиш даври анча катта 1,23 . 10 9 йил. Калий учун активликнинг юқори қийматини табиатда кўп тарқалганлиги, унинг кларк сони катта ва емирилиш энергияси юқори эканлиги билан изоҳласа бўлади.
Олинган натижаларни Ўзбекистон Республикасида жорий қилинган қурилиш материалларидаги активлик даражаси бўйича меъёрлашган ҳужжатларга [7] мувофиқ таҳлил қиламиз. Маълумки, агар қурилиш материалидаги табиий радионуклидларнинг эффектив солиштирма активлиги A эфф <370 (Бк/кг) бўлса, у ҳолда мазкур қурилиш материаллари 1-синф қурилиш материалларига киради ва улардан қурилаётган ёҳуд реконструкция қилинаётган аҳоли турар жойи ва ижтимоий иморатлар учун фойдаланса бўлади. Ахборот учун бошқа синфлар бўйича ҳам маълумотларни келтирамиз: A эфф ≤740 (Бк/кг) бўлса, у ҳолда мазкур қурилиш материаллари 2-синф қурилиш материалларига киради ва ундан аҳоли турар жойи ҳудудида йўл қурилиши, шунингдек ишлаб чиқариш иншоотлари қурилишида фойдаланса бўлади; 740 (Бк/кг) ≤A эфф ≤1350(Бк/кг) бўлса, у ҳолда мазкур қурилиш материаллари 3-синф қурилиш материалларига киради ва ундан аҳоли турар жойидан ташқари бўлган ҳудудларда йўл қурилишида фойдаланса бўлади; 1350(Бк/кг)≤A эфф ≤4000(Бк/кг) бўлса, у ҳолда мазкур қурилиш материаллари 4-синф қурилиш материалларига киради ва ундан фойдаланиш учун санитария–эпидемиология ташкилотининг махсус руҳсати талаб этилади.
Кўриниб турибдики, биз текширган табиий қурилиш материаллари таркибидаги радионуклидларнинг солиштирма активлик даражаси талабларга жавоб беради ва улардан турар жой ёки ижтимоий биноларни қуришда фойдаланса бўлади.
Шу билан биргаликда биноларнинг радиацион фон даражасини янада пасайтириш учун табиий хом-ашёдан тайёрланадиган қурилиш материалларидаги радионуклидлар таркибини назорат қилиш, қурилиш материалларини тайёрлашдаги технологик усулларга фойдали ўзгартиришлар киритиш (масалан, сув ёки кислоталар ёрдамида ювиш, фракциялар ўлчамини ўзгартириш) каби усулларни тавсия этиш мумкин.
Адабиёт:
- Крысюк Э. М. Радиационный фон помещений. — М.: Энергоатомиздат, 1989.
- Vasidov A. Radon va uni aniqlash usullari.– T.: «O’zbekiston», 2015
- www.radek.ru Сцинтилляционный спектрометр-радиометр гамма- и бета-излучений МКГБ-01 «РАДЭК». Руководство по эксплуатации. — С.Пб., 2005
- Бобонаров Н. С. Проблемы радоноопасных городов, расположенных в предгорных районах Узбекистана / Н. С. Бобонаров, Р. И. Гольдштейн, П. В. Марков //АНРИ.-1996/97.-№ 3.-C.92–96
- www.radek.ru Аналитический комплекс «РАДЭК». Методика измерений. — С.Пб., 2005.
- Сафаров А. Н., Мухамедов А. К., Шаронов И. А., Азимов А. Н., Сафаров А. А., Салимов М. И., Ражаббоев Б. И. О радиационном экспресс-анализе строительных материалов. Научный вестник СамГУ, № 3 (123), 2020 год.
- Нормы радиационной безопасности и основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (СанПиН № 0193–06, НРБ-2006, ОСПОРБ-2006). — Ташкент, 2006
