Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Ядерно-геофизические методы при радиоэкологических исследованиях

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Нгуен Вьет Хунг

Общая характеристика работы

Глава 1 Основные элементы геологического строения рудных полей и особенности распределения полей естественной радиоактивности провинции

Лаокай. 5 1.1. Краткий обзор выполненных ранее исследований и обоснования для постановки работ по теме диссертации.

1.2. Элементы геологии объектов исследований в провинции Лаокай.

1.2.1. Рудное поле Мыонг Хум

1.2.2. Рудное поле Бат Сат- Шинь Куен.

1.2.3. Рудное поле Лаокай- Кам Дыонг 12 1. 2.4. Рудное поле Тхак Бак.

1.2.5 Особенности полей естественной радиоактивности в провинции Лаокай

Выводы

Глава 2. Техника лабораторных и полевых работ, метрология (калибровка и эталонировка аппаратуры)

2.1. Введение.

2.2. Техника лабораторных измерений в институте ядерной науки и техники CPB(INST)

2.3. Техника полевых измерений.

2.4. Метрология интегральных и спектральных измерений естественной радиоактивности. 31 Выводы

Глава 3. Обработка, анализ и интерпретация результатов полевых исследований

3.1. Рудное поле Мыонг Хум

3.2. Рудное поле Бат Сат- Шинь Куен.

3.3. Рудное поле Лаокай-Кам Дыонг

3.4. Графитовое месторождение Нам Ти

3.5. Рудное поле Тхак Бак.

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Ядерно-геофизические методы при радиоэкологических исследованиях"

Все сказанное целиком относится к пограничной с КНР провинции Лаокай (СРВ), находящейся в истоках Красной реки. Провинция переживает бурный экономический рост, связанный как с удобным географическим положением, так и с наличием различных полезных ископаемых и рекреационных ресурсов. Многие полезные ископаемые добываются, вывозятся в другие провинции и за рубеж (в Китай). Исследования, выполненные при участии автора, специалистов ХГГУ, Комиссии по атомной энергии СРВ и других организаций, показали, что радиометрический контроль технологического процесса горного производства или вообще не налажен, или налажен весьма слабо.

Этими же коллективами специалистов проведены радиоэкологические исследования низкофоновых активностей в жилой зоне, в зонах отдыха и туризма (рекреационных зонах), выполнен точечный контроль воды, почвы, воздуха, продуктов питания. Было показано, что систематический радиометрический контроль отсутствует или проводится малочувствительными приборами, не выявляющими аномалий. В тех случаях, когда выявляли аномалии, не исследовали их генетические причины. При оценке доз, как правило, оценивали интегральную дозу по гамма-излучению. Компонентный состав дозы, например, вклад радона, не учитывали (из-за отсутствия необходимых измерений).

Провинция бурно развивается, население быстро растет, однако радиоэкологическая обстановка остается практически неизвестной. Исследования начального этапа (50гг), выполненные малочувствительной аппаратурой, не выявили никаких аномалий фона естественной радиоактивности

Однако наши предварительные исследования показали, что имеются значительные аномалии фона, имеющие урановую природу и связанные с месторождениями полезных ископаемых в данной провинции. Выполненные нами измерения концентраций радиоэлементов в водах показали, что в ряде случаев они значительно превышают фон, поскольку источники питьевого водоснабжения города Лаокай находятся как раз в районах ведения горных работ. Измерения содержания радиоэлементов в организме жителей города Лаокай, выполненные независимой лабораторией в Швеции, показали, что имеются значительные аномалии концентраций урана (в волосах), превышающие в 10 раз фоновые концентрации для жителей других регионов Вьетнама (например, г. Ханой).

Все сказанное потребовало организации геолого-геофизических работ для систематического изучения радиогеоэкологической обстановки в данной провинции. Потребовалось выбрать рациональный комплекс полевых и лабораторных работ для построения карт естественной радиоактивности, для изучения природы радиоактивных аномалий, путей миграции радиоизотопов, источников поступления радиоизотопов в организм жителей региона. Предполагалось, что результаты исследований и рекомендации будут использованы провинциальным правительством для выбора схем развития региона. Предполагалось также, что результаты исследований будут служить моделью для организации и проведения аналогичных радиогеоэкологических исследований в других провинциях Вьетнама. Основные задачи работы 1) Выбор и обоснование комплекса полевых и лабораторных геолого-геофизических исследований для радиогеоэкологического изучения провинции Лаокай,

2) Выбор рациональных масштабов интегральных и спектральных гамма-методов исследования и эманационных съемок для различных объектов (регион, рудник, обогатительная фабрика, населенные пункты и т.д.).

3) Проведение интегральных и спектрометрических измерений гамма-поля в Ml: 10000 для детализации выявленных аномалий. Проведение измерений содержания радона в воздухе, отбор проб для лабораторных измерений.

4) Создание и обоснование лабораторной системы исследований проб пород, руд, воды, воздуха, включающей международные стандартные образцы МАГАТЭ и международный сопоставительный анализ результатов измерений.

5) Обработка и анализ совокупности полевых и лабораторных результатов, построение набора карт в единой цифровой картографической системе Maplnfo Professional,

6) Выработка и передача для практического использования рекомендаций по дальнейшему развитию провинции Лаокай с учетом выполненных радиогеоэкологических исследований.

Научная новизна работы

1) Создан рациональный комплекс геологических (съемка, анализ образцов, гидрогеологические методы) и геофизических методов (интегральные и спектральные гамма-методы, высокочувствительная эманационная съемка, высокочувствительный рентгенорадиометрический анализ) для радиогеоэкологического исследования различных регионов Вьетнама.

2) Создана метрологическая система для радиогеоэкологических исследований во Вьетнаме, включающая эталонные модели концентраций радиоэлементов, полевые и лабораторные стандарты содержаний радиоэлементов, эталоны для калибровки аппаратуры, международные стандартные образцы состава пород, почв и воды (утвержденные МАГАТЭ--1АЕА).

3) Установлена и доказана связь между уровнем радиационного фона в некоторых горно-добывающих регионах Вьетнама, уровнем содержания урана в подземных водах и аномалиями радиоактивности участков тела жителей данного региона.

Основные защищаемые результаты

1) На основе обработки и анализа более чем 4000 измерений (3000 точек гамма-съемки, 200 образцов почвы, 250 проб воды, 140 образцов человеческих волос и т.д.) выявлены радиационно опасные регионы Вьетнама. Анализ выполнен несколькими независимыми лабораториями (Вьетнам, Швеция), прошедшими сертификацию и сопоставительный анализ по программам МАГАТЭ (Международной комиссии по атомной энергии- IAEA).

2) Выбран рациональный масштаб радиогеоэкологической съемки на различных объектах горнодобывающих предприятий (закрытое рудное тело, открытая горная выработка, обогатительная фабрика, склад концентрата и т.д.) и единая цифровая система представления результатов в среде Maplnfo Professional, что облегчает их хранение в базе данных, обмен и различную математическую обработку.

3) Предложена классификация объектов провинции Лаокай по относительной радиационной опасности, связанной с горнодобывающей деятельностью. Материалы переданы Министерству природных ресурсов и руководителям провинций для принятия управленческих решений в развитии данного региона. Практическая ценность и использование результатов

Результаты работ, изложенные в диссертации, переданы руководству провинции Лаокай для принятия практических решений, изложены в отчетах XI ГУ и Комиссии по Атомной Энергии СРВ. В качестве эксперта МАГАТЭ автор знакомился в постановкой и проведением ядерно-физических работ во многих странах мира (США, Япония, Малайзия, Австрия и др). Этот опыт использован при выполнении данной работы и при организации работ в лабораториях Комиссии по атомной энергии СРВ. Апробация результатов

Результаты работы опубликованы в международных, вьетнамских и российских изданиях, доложены на Международной конференции Новые идеи и методы в науках о Земле (МГГРУ 2005), доложены в Международной комиссии по Атомной Энергии (МАГАТЭ-1АЕА). Личный вклад

Все полевые и лабораторные работы, а также обработка и анализ результатов, построение карт выполнены автором или при его непосредственном участии и руководстве. В качестве эксперта МАГАТЭ автор знакомился в постановкой и проведением ядерно-физических работ во многих странах мира (США, Япония, Малайзия, Австрия и др). Этот опыт использован при выполнении данной работы и при организации работ в лабораториях Комиссии по атомной энергии СРВ.

Благодарности Автор благодарит руководство Министерства промышленности и Комиссии по атомной энергии СРВ, руководство провинции Лаокай, коллег из Xl'l 'У, профессорско-преподавательский состав МГТРУ, своих руководителей, консультантов и коллег.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Нгуен Вьет Хунг

Выводы:

1. Таким образом, установлена и доказана связь между уровнем радиационного фона в некоторых горно-добывающих регионах провинции Лаокай, уровнем содержания урана в подземных водах и аномалиями радиоактивности участков тела жителей данного региона.

2. В качестве обобщения результатов исследований по нескольким регионам провинции Лаокай предложена классификация различных зон по относительной радиационной опасности, связанной с горно-добывающей деятельностью. Классификация включает 5 известных позиций и две позиции, разработанные для данного региона:

1 Эквивалентная доза для населения превышает 1 мЗв\год,

2)эквивалентная доза для работников, имеющих дело с радиацией, превышает 5 мЗв\год,

3) эквивалентная доза для профессионалов, имеющих дело с радиацией, превышает 20 мЗв\год,

4) если объект имеет концентрацию урана выше 30 ррт (3*10"5), содержание тория выше 60 ррт (6*10"5) и содержание калия 4810 Бк\кг, то минеральное сырье этого объекта нельзя использовать для изготовления строительных материалов.

5) если объект имеет концентрацию урана выше 295 ррт (3*10"4), содержание тория выше 860 ррт (86* 10"5), проживание в регионе опасно.

6)концентрация радона в воздухе превышает 150 мБк\литр (150 Бк\м ) (требуется вентиляция).

7)если альфа- и бета- активность воды превышает соответственно 0.1 и 1 Бк\литр воды (нормы СРВ TCVN5945-1995), то использование воды опасно. региона.

• Результаты исследований будут служить моделью для организации и проведения аналогичных радиогеоэкологических исследований в других провинциях Вьетнама.

Заключение

1. Создан рациональный комплекс геолого-геофизических методов, пригодный для радиогеоэкологического исследования различных регионов Вьетнама. Комплекс опирается на систему метрологии для радиогеоэкологических исследований во Вьетнаме, которая включает эталонные модели концентраций радиоэлементов, полевые и лабораторные стандарты содержаний радиоэлементов, эталоны для калибровки аппаратуры, международные стандартные образцы состава пород, почв и воды (утвержденные МАГАТЭ— Международной комиссией по атомной энергии— (IAEA).

Комплекс предполагает выбор рационального масштаба радиогеоэкологических исследований на различных объектах: жилая зона, водный бассейн, горнодобывающие предприятия (закрытое рудное тело, открытая горная выработка, обогатительная фабрика, склад концентрата и т.д.)

2. С помощью этого комплекса выполнен замкнутый цикл радиогеоэкологических исследований в провинции Лаокай (СРВ).

На основе обработки и анализа более чем 4000 измерений выявлены ранее неизвестные радиационно опасные зоны провинции Лаокай Вьетнама. Анализ выполнен несколькими независимыми лабораториями (Вьетнам, Швеция), прошедшими сертификацию и сопоставительный анализ по программам МАГАТЭ (Международной комиссии по атомной энергии— IAEA).

3. Установлена и доказана связь между уровнем радиационного фона в некоторых горно-добывающих регионах провинции Лаокай, уровнем содержания урана в подземных водах и аномалиями радиоактивности участков тела жителей данного региона.

4. Картографический материал в работе представлен на единой цифровой основе в среде Maplnfo Professional, что облегчает его хранение в базе данных, обмен и различную математическую обработку.

5. Предложена классификация различных зон по относительной радиационной опасности, связанной с горно-добывающей деятельностью (на примере провинции Лаокай). Классификация включает 5 известных позиций и две позиции, разработанные для данного региона: 1 Эквивалентная доза для населения превышает 1 мЗв\год,

2)эквивалентная доза для работников, имеющих дело с радиацией, превышает 5 мЗв\год,

3) эквивалентная доза для профессионалов, имеющих дело с радиацией, превышает 20 мЗв\год,

4) если объект имеет концентрацию урана выше 30 ррш (3*10"5), содержание тория выше 60 ррш (6*10"5) и содержание калия 4810 Бк\кг, то минеральное сырье этого объекта нельзя использовать для изготовления строительных материалов.

5) если объект имеет концентрацию урана выше 295 ррш (3*10"4), содержание тория выше 860 ррш (86*10"5), проживание в регионе опасно.

6)концентрация радона в воздухе превышает 150 мБк\литр (150 Бк\м ) (требуется вентиляция).

7)если альфа- и бета- активность воды превышает соответственно 0.1 и 1 Бк\литр воды (нормы СРВ TCVN5945-1995), то использование воды опасно.

Материалы переданы Министерству природных ресурсов и руководителям провинций для принятия управленческих решений в развитии данного региона)

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Нгуен Вьет Хунг, Москва

1. Применение метода трековой радиографии во Вьетнаме. Доклад геологического отдела, 1988. Ле Хань Фон, Нгуен Вьет Хунг и др. (на Вьетнамском языке)

2. Метод активационной трековой радиографии принципы и применение с микротронным излучателем. Научная информация Госкомиссии по Атомной

3. Энергии Вьетнама, 1989г. Нгуен Суан Тханг, JTe Хань Фон, Нгуен Вьет Хунг (на1. Вьетнамском языке)

4. Радиоэкологические исследования в районе гидростанции Яли. Министерство энергетики СРВ ,1991. Фам Ван Донг, Нгуен Вьет Хунг и др. (на Вьетнамском языке)

5. Геохимия урана, тория и их продуктов разложения в выветривании гранита. Третья Международная конференция по радиохимии. Вена, Австрия, сентября 1992 года. Фам Ван Зыонг, Нгуен Вьет Хунг и др. (на Английском языке)

6. Доклад Государственной Комиссии по Атомной Энергии. Трековый метод ядерного анализа и термолюминесценции в определении геологического возраста и археологии. Вьетнам,1994. Нгуен Вьет Хунг и др. (на Вьетнамском языке)

7. Клинический эффект из-за абсорбции высокого содержания свинца у вьетнамских детей. Международный технический журнал: Следы и микроанализ № 14 (2) 1996г. С. Хоффман, Нгуен Тхи Хонг, Нгуен Вьет Хунг. (на Английском языке)

8. И. Нейтронный активационный анализ горных пород с редкими элементами.

9. Научный доклад в Университете Осака, Япония. Vol. 47, № 2282 Апреля 1997г

10. Т.Ямамото, А. Китамура, Нгуен Вьет Хунг и др. (на Английском языке)

11. Прогноз инфильтрации радиоактивности в воду и человеческий организм.

12. Журнал геологии СРВ. Серия A. No.281,3-4/2004. Нгуен Вьет Хунг, Jle Хань

13. Фон, Во Нгок Ан (на Вьетнамском языке)

14. Нгуен Вьет Хунг, Радиогеоэкологические исследования в провинции Лаокай (СРВ) Новые идеи и методы в науках о Земле, апрель 2005, Ml ТРУ труды Конференции.

15. Общая библиография к работе.

16. Министерство науки, технологии и экологии Вьетнама «Временные правила и экологические нормы» 1999г.

17. Министерство промышленности: Технические правила радиационного контроля, Ханой, 1998

18. Министерство здравохранения СССР. "Нормы радиацонной безопасности НБР — 76/87 и санитарные правила по работе с радиоактивными веществами и другими ионо- радиационными источниками. ОСН 72/78" -Москва, Атомная энергия, 1998

19. Нгуан Чунг Тьи и сотр. Исследование вещественного состава интрузивов системы фуафин, йе йен Сун и их связь с образованием руд на северном Ту ле Ванбан — Геологический архив Ханой 1996.

20. Геологическое управление Вьетнама. «Правила геологического контроля определения содержания элементов в геологических образцах». Издание геологического управления Вьетнама, 1998 "

21. Та Ввет Зунг. Отчет о геолого-поисковых работах на медном месторождении Шинь куен. Геологический архив Управления геологии Вьетнама, 1964.

22. Та Вьет Зунг Отчет о результатах полевых работ на медном месторождении Шинь Куен. Геологический архив Управления геологии Вьетнама, 1968

23. Dennis L. NIelson. Ет al "Gamma-ray spectrometry and Radon emanometry in environmental geophysics" MC Graw Hill. Inc. Press 1993

24. Ле Занг. Отчет Оценки естественной радиоактивности в регионе Нам Нунг. Геологический архив Управления геологии Вьетнама. 1967:

25. Ю.Ле Занг. Отчет О поисках урана и редкоземельных веществ в районе Лаокай, Геологический архив Управления геологии Вьетнама, 1967

26. Чан Суан Ха. Отчет- Оценка воздействии на окружающую среду эксплуатации месторождения Апатит Лаокай — Архив института геологии — Ханой, 1997

27. Лыу Хыу Хунг. Отчет о поисках молибденитовых руд в районе Шапа, Шинь Тьяи. Геологический архив Управления геологии Вьетнама, Ханой, 1994.

28. Ле Динь Хыу Поиски щелочных минералов в районе Пу Шам Кап. Геологический журнал № 12 -Ханой, 1996.14.1smal-sulaiman "A study on Radon and its short lived decay products" unit Tenaga me keaur bomples PVSTATI - Malaysia 1998

29. International Atomic Energy Agency "The use of gamma-ray data to define the natural radiation environment" IAEA TEDOC.556 Vienna 1990

30. Фо ЛыонгХой (редактор) курс Физико-геологического моделирования, 1996

31. Нормы медицинской и радиационной безопасности ICRP.1987

32. Кузнецов О. Л. Поляченко А. И. Справочник геофизика -раздел ядерная геофизика, Москва Недра, 1978.

33. Ле лой. Отчет- уран и редкоземельные элементы на территории провинций Лао Кай—Ким Бинь Геологический архив Управления геологии Вьетнама, Ханой, 1971

34. Указ Президента СРВ о безопасности и контроле радиации Ханой 1996

35. Постановление правительства СРВ "Детальные правила об исполнении указа о безопасности и контроле радиации" № 50/1998/NB-CP

36. Буй Фу ми и сотр 1971. Отчет о построении геологической карты Лаокай Бимбинь в м1: 200.000

37. Ле Хань Фон, Нгуен Суан Тханг Курс: "Методы контроля радиации и ядерная геофизика, институт XI I'И. 1993

38. Ле Хань Фон, Исследование загрязнения окружающей среды при добыче и обработке руд, содержащих радиоактивные вещетва. Геологический журнал 1997 стр.28-33

39. Ле Хань фон, Во Нгок Ань, Некоторые актуальные проблемы при исследовании радиационный среды в нашей стране в настоящее время . Сборник научных работ — Горно-геологический институт — Ханой 1997 ТОМ 25 стр 90-97

40. Ле Хань Фон, Во Нгок Ань Принципы и методы обработки материалов о радиации в геологии и исследовании окружающей среды. Геологический журнал 1999, стр 30-34

41. Ле Хань фон, Во Нгок Ань, Нгуен Куанг Миен, Методы определения радона в радиоэкологическихисследованиях — Доклад на научной конференции — Горно геологический институт №-13-Ноябрь, 1998

42. Ле Ван Те, Данг Ши Хиен, Общие сведения о графитовом месторождении Лао Кай, Геологический журнал, 1963. Ханой

43. До Линь Тоат, Ле Тхань Me, Отчет- оценка воздействия медного месторождения шинь куен на окружающую среду, Архив горно — геологичеекого института, Ханой, 1997

44. До Линь Тоат , Ле Тхань Me Отчет по проекту "Нынешнее состояние экологической среды провинции Лао Кай, Архив горно-геологического института, Ханой" 1995

45. Sybil. Purker. "Environmental science and Engineezing" Mac. Draw hill, Inc Press, 1994

46. Ле Хань Фон, Нген Хоанг Иен, Нгуен Вьет Хунг. Некоторые применения V трековой радиографии во Вьетнаме. 10-я юбилейная конференция научнотехнического союза геологов, 10, 1998.

47. Нгуен Суан Тханг, Ле Хань Фон, Нгуен Вьет Хунг. Методы трековой радиографии: принципы и применение с использованием микротрона. Научная информация Института атомной энергии Вьетнама, 1998.

48. Фам Ван Зыонг, Нгуен Вьет Хунг, Геохимия Уран-торий и продукты их распада в зоне выветривания гранитного блока. . 3-я Международная конференция по ядерной физике и фотохимии Вена, Австрия 9, 1992.

49. С. Хоффман, Нгуен Тхи Хонг, Нгуен Вьет Хунг. Клинический Эффект # абсорбции большого содержания свинца у детей Вьетнама, Международный

50. Журнал техники микроанализа 14(2) 1966.

51. Nguyen Viet Hung, Le Khanh Phon and Vo Ngoc Anh. Study of the forecast of radioactive infitration into water and human body.

52. Study of anomalous radioactive and environmental impact of the coastal rubble zones in the centre of Vietnam. Le Khanh Phon, Nguyen Viet Hung and Vo Ngoc Anh. (в печати)

53. Беляев A. M., Иванюкович Г.А., Куриленко B.B., Хайкович И.М.

54. Радиоэкогеология, СПБ, 2003 322с1. Подпись: Нгуен Вьет Хунг