Лаборатория геологии техногенных процессов
Ажимова А.Ю., Киселев Г.П., Лавров И.А., Максимович Н.Г. Радиоактивность Кунгурской ледяной пещерыпещеры // Кунгурская ледяная пещера . 300 лет научной и туристской деятельности : Материалы междунар. науч. - практ. конф. - Кунгур, 2003. - С. 168-171.
РАДИОАКТИВНОСТЬ КУНГУРСКОЙ ЛЕДЯНОЙ ПЕЩЕРЫ
А.Ю. Ажимова, Г.П. Киселев, И.А. Лавров, Н.Г. Максимович
Проблема естественной и техногенной радиоактивности Кунгурской Ледяной пещеры (КЛП) представляет существенный интерес, поскольку пещера является научной лабораторией и одновременно туристическим объектом [1, 2, 3]. В связи с этим летом 2001 г. было проведено изучение радиоактивности в КЛП и на поверхности Ледяной горы.
Были проведены замеры активности воздуха и грунта дозиметром ДРГ 01М1 (в более чем 70 точках в гротах и в 30 точках на поверхности), отобраны пробы горных пород и почв, которые в дальнейшем исследовались в ИЭПС на гамма-спектрометре «Прогресс» в геометрии «Петри» - горные породы и «маринелии» - почвы.
Активность воздуха в пещере изменялась от 6 до 48 мкР/час, в то время как на поверхности она составила 8-12 мкР/час. Активность грунта в пещере изменялась от 8 до 33 мкР/час, на поверхности - 6-17 мкР/час. Природный фон на Восточно-Европейской платформе, где подстилающими являются карбонатные породы, составляет до 5-7 мкР/час, а там где сульфатные - до 10-12 мкР/час.
Средний показатель активности воздуха по пещере в целом - 20,26 мкР/час. В 13,5% замеров она не превышала 12 мкР/час. Повышенная активность воздуха выявлена в гротах Коралловый, Колизей, Эфирный, Мокрая Кочка, Дружбы Народов, Длинный, Геофизиков, Ночь Осенняя, Вышка-2, Грязный, Географов, Великан и Вышка.
По данным отдела радиоэкологии Естественнонаучного института при ПГУ пещерный воздух содержит повышенную концентрацию радона. Исходя из того, что 222Rn является дочерним продуктом распада 226Ra, основное внимание при изучении горных пород было обращено к этому природному изотопу. Используя данные о геологическом строении пещеры [2], мы выявили, что максимальная активность воздуха наблюдается в тех гротах и коридорах, где в стенах вскрывается 4 слой ледяно-пещерской пачки кунгурского яруса пермской системы, состоящий из чередующихся слоев гипса и доломита. Полученные данные коррелируют с измеренной активностью 226Ra в отобранных образцах горных пород (табл. 1).
Известно, что миграция радона в земной коре происходит либо в газообразном, либо в растворенном состоянии. Содержание радона в подземной атмосфере и гидросфере зависит от концентрации радия во вмещающих породах и коэффициента эманирования пород. Рыхлые или сильнотрещиноватые породы, обладающие наибольшей внутренней поверхностью, характеризуются повышенным эманированием [4].
Особенно ярким примером зависимости высокой активности воздуха и горной породы являются точки у восточной стены грота Дружбы Народов (40), у западной стены грота Длинный (28), у западной стены грота Колизей (30 мкР/час).
Благодаря тому, что в летний период наблюдается «нисходящая тяга воздуха», когда в раскрытые входные двери из пещеры движется поток охлажденного воздуха, а на смену ему через вертикальные каналы поступает теплый летний воздух [2], наблюдается повышенная активность воздуха и в других гротах пещеры: Руины, Крестовый.
В отобранных на дневной поверхности образцах горных пород активность 137Cs, 40K и 232Th выше, чем в пробах, отобранных в пещере (табл. 1). Объяснить появление техногенного цезия-137 в пещере возможно двумя причинами. Первая - привнос цезия-137 через воронки атмосферными водами, вторая - привнос цезия-137 паводковыми водами в весенний период времени, и третья - пещера подвергается активной экскурсионной эксплуатации. Такая активная связь пещеры с окружающей средой способствует вносу техногенного изотопа 137Cs в относительно закрытую систему пещеры. В образцах почв, отобранных на разных формах рельефа, замерена активность 226Ra, 137Cs, 40K и 232Th (табл. 2).
Таблица 1. Средняя активность 226Ra, 137Cs, 40K, и 232Th в отработанных образцах горных пород, (Бк,кг)
| Породы |
Кунгурская пещера |
Дневная поверхность |
| 226Ra |
137Cs |
232Th |
40К |
226Ra |
137Cs |
232Th |
40К |
| Ангидрит* |
6,1 |
3,8 |
5,3 |
249,6 |
3,8 |
2,5 |
2 |
156,1 |
| Гипсо-ангидрит |
14,03 |
4,1 |
5,35 |
314,45 |
15 |
5,1 |
10 |
238,2 |
| Гипс |
16,89 |
4,57 |
4,7 |
309 |
- |
- |
- |
- |
| Селенит |
9,2 |
3,8 |
6,1 |
212,8 |
- |
- |
- |
- |
| Известняк метаморфизованный |
5,17 |
7,23 |
7,73 |
256,27 |
- |
- |
- |
- |
| Доломит (целик) |
15,96 |
4,65 |
7,45 |
291,8 |
15,43 |
5,05 |
8,9 |
292,65 |
| Доломит |
28,57 |
5,9 |
10,35 |
329,55 |
- |
- |
- |
- |
| Доломит (дресва) |
44,64 |
4,8 |
10 |
253,3 |
42,68 |
6,5 |
10 |
265,8 |
| Глина |
20,2 |
5,3 |
15 |
684,4 |
- |
- |
- |
- |
| Глинка трения |
33,14 |
5,1 |
11 |
499,9 |
- |
- |
- |
- |
|
Примечания: * - на дневной поверхности рыхлый ангидрит;
- - нет данных.
Таблица 2. Средняя активность 226Ra, 137Cs, 40K и 232Th в отобранных образцах почв, (Бк/кг)
| Место отбора |
226Ra |
137Cs |
232Th |
40К |
| Плоская поверхность Ледяной горы |
15,36 |
32,69 |
11,68 |
328,1 |
| Склон |
8,951 |
21,99 |
3,2 |
207 |
| Дно воронки, 1 надпойменная терраса |
24,06 |
59,51 |
18 |
462,65 |
| Среднее |
15,93 |
38,06 |
10,96 |
332,58 |
|
По полученным данным можно сделать вывод, что происходит миграция изотопов со склонов Ледяной горы и карстовых воронок, перераспределение этих радионуклидов и накопление их в понижениях рельефа и в самой пещере.
Библиографический список
1. Горбунова К.А., Дорофеев Е.П., Максимович Н.Г. Кунгурская пещера как объект научных исследований // Пещеры. Итоги исследований. Пермь, 1993. Вып.23-24.
2. Кунгурская Ледяная пещера. Пермь: Пермский ун-т, 1995. Вып. 1.
3. Поносов В.А., Катаев В.Н. О повышенном радиационном фоне в Кунгурской пещере // Свет: Вестн. Киев. Карстолого-спелеол. Центра. Киев, 1992.
4. Титаева Н.А. Ядерная геохимия. М.: Изд-во МГУ, 2000.
|
|
|
