Учебный эксперимент: Влияние типа почвенного покрова на мониторинг окружающей среды

Комплект оборудования:

Цель эксперимента:

Целью данной экспериментальной деятельности является формирование у пользователя критического понимания феномена естественной радиоактивности окружающей среды.

Основа эксперимента:

Использование переносных гамма-спектрометров (NaI) в качестве зондов для исследования природной радиоактивности позволяет получить количественные представления о пространственном распределении природных радионуклидов (таких как уран, торий и калий) в повседневной среде.

В случае проведения гамма-спектроскопии in-situ существует множество факторов, которые могут повлиять на измерения, таких как наличие растительности, зданий, а также морфология местности, влияющая на поле зрения спектрометра. Кроме того, влажность почвы оказывает ослабляющее воздействие на гамма-излучение, а источники с низкой интенсивностью требуют более длительного времени накопления. Также разные типы почвенного покрова (например, асфальт, трава или кирпич) существенно влияют на результаты измерений. Представляет интерес наблюдение и понимание того, какие виды покрытия более или менее богаты природной радиоактивностью.

Проведение эксперимента:

Включите прибор γstream, находящийся в красном рюкзаке. Включите планшет и подключите оба устройства через Bluetooth. Убедитесь, что встроенная батарея γstream заряжена, в противном случае используйте внешнее питание.

Начните измерительную кампанию в полевых условиях, разместив рюкзак на земле на расстоянии примерно 1 м от деревьев, люков или других построек. Установите время накопления около 5 минут и проанализируйте результаты. Если статистическая достоверность недостаточна — увеличьте время измерения. Повторите измерения на различных типах почвенного покрова — асфальт, трава, кирпич — и сравните полученные результаты.

Схема экспериментальной установки:

Результат эксперимента:

Различные типы почвенного покрытия исследуются путём регистрации in-situ γ-спектров. Средние значения и стандартные отклонения концентраций ⁴⁰K, ²³⁸U и  ²³²Th  могут быть сопоставлены и подвергнуты критическому анализу.

Средние значения и стандартные отклонения концентраций калия (⁴⁰K), урана (²³⁸U) и тория (²³²Th), полученные по результатам in-situ γ-спектрометрических измерений, классифицированные по типам почвенного покрытия (данные Университета Феррары):