Способ биологической дозиметрии Советский патент 1993 года по МПК G01T1/167 

Изобретение относится к способам диагностики, конкретно к способам биологической дозиметрии радиационного воздействия на природные объекты.

Цель изобретения - повышение достоверности ретроспективной оценки мощности поглощенных доз излучения.

Анализ большого экспериментального материала по изучению приростов древесины по радиусу ствола у сосны, ели, березы и ольхи черной в районе аварии на ЧАЭС показал, что альтернативным способом физической дозиметрии может явиться использование особенностей реакции долгоживущих растений на радиационное воздействие, проявляющееся в специфичности процессов роста годичного кольца в период после аварии, При этом исходный материал для исследований можно получать как непосредственно после аварии, так и через 10, 20, 30 и более лет, учитывая долго- временность сохранения годичных колец в

стволах деревьев даже после их отмирания, на чем и основан широко известный способ дендрохронологии.

Предлагаемый способ основан на установленном эффекте резкого подавления ра- диального прироста древесины в год радиационного воздействия и возрастании его интенсивности в последующие два года. Из исследованных пород наиболее четко эта зависимость проявляется у березы повис- лой и ели обыкновенной. Использование в качестве биотеста соотношения этих двух показателей позволяет повысить достоверность предлагаемого метода биологической дозиметрии,

Предлагаемый способ биологической дозиметрии в лесных фитоценозах реализуют следующим образом, На участках леса с преобладанием в составе березы повислой закладывают серию пробных площадок. На каждой пробной площадке с 10-12 деревьев отбирают пробы древесины с помощью приел

с

00

о N

о

СА)

СА)

ростного бурава на высоте 1,3 м от земли. В однородных лесорастительных условиях на незагрязненных площадях закладывают 2-3 контрольные площадки, на которых аналогично проводят отбор кернов. Методом световой микроскопии или рентгеновского плотномера измеряют величину радиального прироста за 5 лет до радиационного воздействия и за каждый последующий после него год. На основании полученных данных строят дендрошкалу для каждого дерева. При дальнейшей обработке исключают деревья с сильно угнетенным ростом, наличием гнили или механических повреждений. По усредненным показателям строят дендрошкалу для данной пробной площади. По усредненной дендрошкале вычисляют отношение радиального годичного прироста последующего года к приросту текущего года.

Такие измерения и расчеты проводят отдельно на загрязненных и контрольных участках. В целях исключения влияния погодных условий проводят нормирование ко- эффициентов угнетения, вызванного радиационным воздействием. Подобное воздействие признают: а) слабым; б) средним или в) сильным при выполнении следующего условия:

Кучастка О- К Ъ Кучастка Кфона Кучастка

а)1

2; б) 2

Кф

3;

она

в)3

0)

Кфона

где К- нормированный коэффициент.

Для получения фактических значений поглощенных доз проводят дополнительные измерения по реперным точкам с помощью методов физической дозиметрии. По полученным данным вычисляют значения коэффициента С, который зависит от типа выбранного биоиндикатора (древесной породы). Поглощенную дозу D для опытного участка определяют по формуле R2/R1

D ,

(2)

R2K/RU

где RI - параметр радиального прироста в год радиационного воздействия на исследуемом участке;

RU - параметр радиального прироста в год радиационного воздействия на фоновом участке;

RZ- параметр радиального прироста на исследуемом участке в последующий год;

R2K - параметр радиального прироста на фоновом участке в последующий год;

С -коэффициент радиационного воздействия на березу по данным инструментальной дозиметрии (для березы ,5 гР).

Предлагаемый способ позволяет с достаточно высокой точностью, обеспечиваемой измерением величины подавления прироста по радиусу ствола в год радиаци5 онного воздействия и стимулировании подобного прироста на следующий год, определять мощности поглощенных доз в конкретном лесном массиве. При этом сам эффект реакции дерева на радиационное

10 воздействие сохраняется длительное время, что позволяет проводить ретроспективный анализ спустя длительный период после воздействия.

П р и м е р. В качестве биоиндикатора

15 использована береза повислая. В зоне радиоактивного загрязнения заложено 6 пробных площадок, две из них (№ 9 и 12) - с известным уровнем поглощенной дозы. Для оценки влияния климатических факторов

20 две пробные площадки были заложены в радиационно чистой - фоновой зоне (№ 6 и 11). На всех пробных площадках проведен отбор древесины в виде кернов. По результатам измерений построены дендрошкалы и

25 определены коэффициенты стимулирования к году угнетения (K2/Ki), которые представлены в табл.1.

Далее проведено нормирование коэффициентов стимулирования по данным уча30 стка №6 (табл. 2).

Используя имеющиеся дозовые нагрузки для площадок №№ 9 и А определяем значение коэффициента С для березы - 55 Гр. По полученным значениям определяем

35 дозовую нагрузку для пробных площадок № 12 и 14.

Как видно из табл. 3, предлагаемый способ дал результаты, близко совпадающие с расчетными данными, полученными физи40 ческими методами.

Формула изобретения Способ биологической дозиметрии путем измерения параметров годичного прироста древесины,отличающийся тем,

45 что, с целью повышения достоверности ретроспективной оценки мощности поглощенных доз излучения, параметры радиального годового прироста стволов деревьев пород, чувствительных к воздействию радиации,

50 измеряют в год радиационного воздействия и в последующий на исследуемом участке, а также на фоновом, не подвергавшемся воздействию ионизирующего излучения, находящемся в тех же природных условиях, и

55 эталонных участках с известной мощностью поглощенных доз, ретроспективную оценку поглощенных доз ведут путем сравнения полученных данных по формуле:

D R2/Ri

R2K/R1K

где D - поглощенная доза;

Ri -параметр радиального прироста в год радиационного воздействия на исследуемом участке;

RU- параметр радиального прироста в год радиационного воздействия на фоновом участке;

R2 - параметр радиального прироста на исследуемом участке в последующий год;

R2K параметр радиального прироста на фоновом участке в последующий год;

С - коэффициент радиационного воздействия на березу по данным инструментальной дозиметрии (для березы он равен 5,5 Гр).

Использование: изобретение относится к способам биологической дозиметрии радиационного воздействия на природные объекты. Оно позволяет получить точную оценку радиационного воздействия, которому подвергся в прошлом тот или иной участок местности. Сущность изобретения: способ реализуется путем измерения параметров радиального прироста стволов деревьев в год радиационного воздействия и в последующие на исследуемом участке, а также на эталонном с измеренной инструментальными средствами мощностью радиационного воздействия и на фоновом, не подвергавшемся воздействию радиации участке в тех же природных условиях, и последующего сравнения результатов измерения по предложенной формуле. 3 табл.

Таблица 1

Коэффициенты стимулирования радиального прироста у березы (1987 г.) по отношению к

году угнетения (1986 г.)

Таблица 2

Таблица 3