Процессы переноса радона в неравновесных средах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА РАДОНА В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ.

1. Моделирование процессов переноса радона в почвах и грунтах.

1.1. Анализ существующих моделей.

1.2. Метод оценки скорости конвекции радона в грунтах.

2. Процессы переноса радона в неоднородных пористых средах.

2.1. Диффузионно-конвективная модель переноса радона с двумя эманирующими слоями.

2.2. Применение двухслойной модели для решения задач радиоэкологии и геофизики.

3. Моделирование переноса радона в строительных конструкциях.

3.1. Эманирующая способность строительных материалов.

3.2. Оценка плотности потока радона с поверхности несущих конструкционных элементов зданий.

4. Выводы.

ГЛАВА 2. КРИТЕРИИ РАДОНООПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ И ИХ

АНАЛИЗ.

1. Удельная активность 226Ra в почвах и грунтах.

1.1. Методика измерения удельной активности Ra в грунтах.

1.2. Картирование территорий по содержанию Ra в поверхностных грунтах.

2. Объемная активность радона в почвенном воздухе.

2.1. Пространственная и временная изменчивость объемной активности радона в грунтах.

2.2. Метод измерения установившейся равновесной объемной активности радона в почвенном воздухе.

3. Плотность потока радона с поверхности земли.

3.1. Проблемы достоверности измерений плотности потока радона с поверхности земли.

3.2. Метод оценки плотности потока радона по измеренной поровой активности.

3.3. Влияние состояния атмосферы на потоки радона в грунте.

4. Выводы.

ГЛАВА 3. ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА РАДОНА В АТМОСФЕРЕ

ЗДАНИЙ.

1. Моделирование объемной активности радона в воздухе помещений.

1.1. Источники поступления радона внутрь зданий.

1.2. Оценка вклада различных источников радона в атмосферу жилых помещений.

2. Методы измерения уровней радона в воздухе помещений.

2.1. Анализ погрешностей при измерении объемной активности радона мгновенными методами.

2.2. Интегральные методы измерения объемной активности радона.

3. Закономерности распределения уровней радона в зданиях.

3.1. Факторы, влияющие на формирование уровней радона внутри зданий.

3.2. Роль фактора этажности при радиационно-гигиенической оценке жилых зданий.

4. Выводы. 111 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ.

Облучение населения при вдыхании радона и короткоживущих продуктов его распада может наносить ощутимый вред здоровью. В настоящее время принято считать, что на радон и продукты его распада приходится 80% дозы облучения, получаемой населением планеты за год от всех природных источников радиации /1/. По оценкам экспертов международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) и других организаций здравоохранения /2-5/ риск смертности от рака легкого за счет радона и продуктов его распада, содержащихся в атмосфере зданий, составляет 10-14 % от общего числа случаев. Детальные исследования содержания радона внутри зданий начались с 1988 г в США, Германии, Швеции, Великобритании, Финляндии и других странах. В результате был выявлен чрезвычайно широкий диапазон эквивалентных равновесных концентраций радона в различных зданиях - от 4 Бк/м3 до 5000 Бк/м3 /1/.

В России в 1994 году Правительство Российской Федерации приняло Федеральную целевую программу снижения уровней облучения населения России и производственного персонала от природных источников ионизирующего излучения (программа «Радон»). В 1996 году приняты Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» и Нормы радиационной безопасности НРБ-96 /6/. В этот период начались активные радоновые обследования в отдельных регионах РФ. В настоящее время из-за отсутствия финансирования для многих регионов все еще открыта проблема радона.

Вопросы, связанные с выяснением причин, обуславливающих повышенное облучение за счет радона и дочерних продуктов его распада (ДПР), а также оценками дозовых нагрузок, занимают одно из центральных мест в радиационной защите населения. Решение этих вопросов требует знания источников и механизмов поступления радона внутрь помещений, функций распределения объемной активности радона и продуктов его распада в окружающих человека средах.

Одной из первостепенных задач по ограничению облучения населения от радона является выявление потенциально радоноопасных территорий и зданий, которое осуществляют на основе прогнозных оценок поступления и накопления радона внутри зданий /1, 7-10/. Это способствует активному развитию методов математического моделирования процессов переноса радона и его ДПР в различных средах (почвах и грунтах, приземном слое атмосферы, конструкционных элементах зданий, воздухе помещений). На основе моделей производят прогнозные оценки, находящие свое приложение в различных областях, например, в строительстве для введения поправок к существующим нормам и правилам, в геофизике при поиске урансодержащих руд.

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

Атмосфера помещений представляет собой сложную неравновесную систему с постоянным перераспределением концентрации радона, вызванным как диффузией радона, так и воздействием внешних сил. Движение воздуха (смесь газов и аэрозольных частиц) внутри помещений турбулентно, вследствие чего его гидродинамические и термодинамические характеристики (скорость, давление, температура, плотность) испытывают хаотические флуктуации и поэтому изменяются от точки к точке нерегулярно. Пространственно-временное распределение этих характеристик представляет собой довольно сложную картину /11-15/. Практический интерес представляет не столько распределение объемной активности (OA) радона внутри одного помещения, сколько ее распределение по зданиям и внутри зданий. Для оценок дозовых нагрузок обычно используют усредненную характеристику, т.е. среднюю величину объемной активности радона для определенного помещения (или здания в целом) за определенный промежуток времени /6, 9, 16/.

К настоящему времени уже сформировалось представление об источниках и механизмах поступления радона внутрь зданий, о факторах, влияющих на величину объемной активности радона в воздухе помещений. Основными источниками поступления радона внутрь помещений считаются почва, строительные материалы и вода /1, 8, 17-19/. Вклад этих источников в суммарный уровень радона внутри помещений определяется параметрами самих источников и способами поступления радона в здания. Вклад определенного источника радона может отличаться для разных зданий и в целом для регионов в зависимости от многих факторов: геология, климат, конструкционные особенности здания, архитектурные особенности застройки жилых территорий, и др. Наиболее детально возможные факторы, влияющие на уровни радона, описаны в /8, 17, 20-23/.

Как показывают результаты многочисленных исследований /1, 8, 17, 24-27/, распределение уровней радона по зданиям подчиняется логнормальному закону. Средневзвешенная по численности населения земного шара объемная активность радона внутри помещений составляет 37 Бк/м"1 /7/. Мгновенные уровни радона в одном и том же помещении могут меняться в течение суток в десятки раз /1, 8/. В работе /28/ наблюдали суточные вариации объемной активности радона внутри помещения до 500 раз. Среднесуточные уровни радона изменяются в течение месяца и года в меньшем диапазоне - в несколько раз /1, 8, 29/. В большинстве работ /1, 7, 3033/ отмечено, что объемная активность радона следует суточным и сезонным циклическим вариациям с максимумом в предрассветные часы и в зимнее время, минимумом в послеполуденное время и летом. Однако, согласно проведенным в работе /28/ оценкам для 10-20 % зданий можно ожидать отсутствие каких-либо временных закономерностей в изменении OA радона или иные закономерности.

До сих пор нет ясности в вопросах о распределении радона по этажам здания. В литературе представлены противоречивые данные, которые не позволяют сделать обобщающие выводы, распространяющиеся на все регионы. Так, например, в работах /26, 27, 34/ обнаружена экспоненциальная зависимость OA радона от уровня этажа, а в работах /8, 35/ - линейная. Внесению ясности в эти вопросы, посвящен один из разделов настоящей работы.

Почва считается наиболее значимым источником поступления радона внутрь зданий, поэтому множество публикаций посвящено исследованию связи геологии с радоном в помещениях. В качестве характеристик геологических особенностей территорий чаще всего используют установленные за рубежом и в РФ /7, 36/ критерии потенциальной радоноопасности территорий: объемную активность радона в почвенном воздухе и плотность потока радона (ППР) с поверхности земли.

Однако, до сих пор среди специалистов, как в РФ, так и за рубежом, нет единого мнения о надежном критерии потенциальной радоноопасности территорий. Ряд зарубежных специалистов /21, 37/ полагают, что информация о величине OA радона в почвенном воздухе не является достаточной для того, чтобы достоверно предсказывать ожидаемые уровни радона внутри зданий. Вопросы о надежности установленного в РФ критерия, необходимости уточнения норматива по ППР, указанного в ОСПОРБ-99 /36/, повышения надежности существующих приборов и методов измерения ППР требуют на сегодняшний день своего решения. Решению этих спорных вопросов посвящена глава 2 настоящей работы.

Большая часть исследований /1, 8, 38-60/ посвящена моделированию процессов переноса радона в почвах и грунтах, основанному на представлении о поверхностном слое почвы, как о неравновесной системе.

Наиболее распространенной является диффузионно-конвективная модель. Моделирование диффузионного переноса не представляет особых трудностей в отличие от конвекции. Конвективный перенос отвечает за перемещение радона в вертикальном направлении за счет геотермальных градиентов и градиентов давления в земной коре, газоподъемной силы при -заполнении пор водой, сейсмических напряжений, вулканической активности, а также за счет таких процессов взаимодействия в системе «атмосфера-суша», как теплообмен и влагооборот. Учитывая такое многообразие процессов, которые, в принципе, невозможно смоделировать, многие авторы ограничиваются рассмотрением лишь одного из возможных механизмов конвективного переноса, или вообще не учитывают конвективную составляющую. Так, например, в ряде работ /47, 57, 59, 61, 62/ учитывают только процесс фильтрации, т.е. перенос радона за счет градиента давления. Однако здесь возникают сложности с выбором коэффициента газопроницаемости, поскольку для одного типа породы он может меняться на несколько порядков /63/. В главе 1 настоящей работы предложен новый подход к описанию механизмов переноса радона в грунтах, позволяющий избавиться от вышеизложенных трудностей в определении скорости конвекции.

Строительные материалы, как и грунты, являются гетерогенной пористой средой, и к ним применимы те же модели переноса радона, что и в почвах. Сложности при оценках скорости выделения радона с поверхности строительных конструкций в воздух помещений могут возникнуть лишь при отсутствии информации о параметрах используемых строительных материалов.

Итак, уровни радона в почвах и зданиях зависят не только от параметров и характеристик состояния этих сред, но также определяются погодными и климатическими условиями, характеризующими состояние приземного слоя атмосферы. Изменения в состоянии атмосферы вызывают изменения в состояниях почвы и микроклимата помещений. Взаимодействие атмосферы с деятельным слоем играет определенную роль для суточных и годовых колебаний потока тепла и, соответственно, для колебаний температуры воздуха, земной поверхности и почвы /64/. Кратковременные изменения в состоянии приземного слоя атмосферы являются труднопрогнозируемыми и до сих пор недостаточно изучены. Это вызывает дополнительные затруднения при моделировании процессов переноса радона в статистически неравновесных средах, поскольку некоторые кинетические коэффициенты уравнений переноса являются функцией одного или нескольких метеорологических параметров. Это приводит, с одной стороны, к сложностям в интерпретации и сопоставимости результатов для регионов с разным климатом. С другой стороны, возникает необходимость уточнения коэффициентов уравнений переноса для каждого конкретного региона с учетом его специфики и динамики характерных сезонных вариаций климатических параметров.

Конечной целью моделирования процессов переноса радона в неравновесных средах (почвах и грунтах, строительных конструкциях, воздухе помещений) является оценка ожидаемых уровней радона в атмосфере зданий, и вклада различных источников радона в суммарный уровень. Такие оценки проведены в главе 3 для жилых зданий разного типа.

Сибирский регион отличается высокой динамикой климато-экологических изменений /64/. Это проявляется в особенностях застройки городских и сельских территорий, повышении требований к надежности конструкций зданий. Специфика Сибирского региона может проявить иные закономерности в распределении уровней радона и преобладание тех, или иных механизмов в процессах переноса радона в различных средах.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Теоретическое и экспериментальное исследование процессов переноса радона в неравновесных средах (почвы, грунты, атмосфера зданий) и закономерностей в его распределении с учетом специфики Сибирского региона.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАБОТЫ:

1. Исследовать процессы переноса радона в пористых средах (почвы, грунты, конструкционные элементы зданий).

2. Разработать математическую модель для описания переноса радона в неоднородных пористых средах.

3. Выявить надежный критерий для оценки потенциальной радоноопасности территорий.

4. Установить основные закономерности в распределении объемной активности радона в атмосфере зданий с учетом конструкционных различий.

5. Оценить дозы облучения населения в результате ингаляционного поступления радона и продуктов его распада.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Впервые предложено рассматривать скорость конвекции радона как феноменологический параметр диффузионно-конвективной модели переноса радона в почвах, определяемый из сравнения теории с экспериментом.

2. Предложен оригинальный метод оценки скорости конвекции, основанный на измерениях активности радона в почвенном воздухе.

3. Получено решение диффузионно-конвективного уравнения переноса радона в пористой среде с двумя эманирующими слоями, позволившее рассмотреть ряд важных задач радиоэкологии и геофизики.

4. Показано, что наиболее надежным критерием радоноопасности территорий является значение установившейся равновесной объемной активности радона в почвенном воздухе, измеряемое с помощью предложенного нами метода.

5. Предложен новый метод оценки плотности потока радона с поверхности земли по измеренной поровой активности.

6. Установлено, что распределение уровней радона внутри многоэтажных зданий с монолитным фундаментом подчиняется нормальному закону.

7. Установлено, что максимальные дозовые нагрузки от радона и продуктов его распада получает население, проживающее на первых этажах деревянных домов без монолитного фундамента.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ заключается в:

• полезности использования установленных зависимостей в распределении уровней радона в зданиях, расположенных на осадочных породах, для оценки коллективной дозы облучения населения РФ;

• возможности использования оценок доз внутреннего облучения за счет радона и продуктов его распада при оценке вклада естественных радионуклидов в суммарный уровень облучения населения;

• возможности снижения материальных затрат на проведение радиационно-гигиенических обследований многоэтажных зданий, а также при оценках плотности потока радона с поверхности земли;

• применимости метода оценки скорости конвекции радона для решения прикладных задач в различных областях науки (геоэкологии, геофизике, радиоэкологии и др.);

• обеспечении сопоставимости результатов исследований ПНР или поровой активности радона в почвах при использовании нового подхода к описанию процессов переноса радона;

• возможности использования ранее измеренных значений поровой активности радона для получения дополнительной информации (пересчет в ППР, оценки скорости конвекции, вклад конвективного потока в ПНР, и др-);

• возможности увеличить достоверность оценки радоноопасности территории при использовании в качестве критерия значение установившейся равновесной OA радона в почвенном воздухе, измеряемой с помощью предложенного метода.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. При описании процессов переноса радона в почвах и грунтах целесообразно разделять их на молекулярную диффузионную и конвективную составляющие, при этом скорость конвекции рассматривать как феноменологический параметр, определяемый из сравнения теории с экспериментом. В этом случае конвективная составляющая учитывает не только процесс фильтрации, но и другие механизмы переноса радона в вертикальном направлении.

2. Оригинальный метод оценки скорости конвективного переноса радона в почвах по измеренным в натурных условиях значениям поровой активности, учитывающий физико-геологические особенности грунтов.

3. Диффузионно-конвективная модель переноса радона в пористых средах с двумя эманирующими слоями.

4. Оригинальный метод измерения установившейся равновесной объемной активности радона в почвенном воздухе, основанный на проведении одновременно двух измерений поровой активности радона на глубинах, отличающихся в два раза.

5. Оригинальный метод оценки плотности потока радона с поверхности земли по измеренной поровой активности, позволяющий получать мгновенные и интегральные значения оцениваемой величины.

6. Результаты экспериментальных исследований, показывающие, что распределение уровней радона внутри многоэтажных зданий с монолитным фундаментом подчиняется нормальному закону.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Результаты диссертационной работы доложены на следующих конференциях и семинарах: Южно-Сибирской региональной научной конференции студентов и молодых ученых (Абакан, 1997); научно-практической конференции молодежи «Проблемы региональной экологии» (Томск, 1998); 4ой и 5й областных и 6й международной научно-практических конференциях "Современные техника и технологии" (Томск, 1998, 1999, 2000); школе-семинаре «Радиационная безопасность человека и окружающей среды» (Екатеринбург, 1998); 4ой Всероссийской научно-практической конференции "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" (Санкт

Петербург, 1999); 3м и 4м международных научных симпозиумах «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 1999, 2000); Международной Юбилейной научно-практической конференции «Проблемы физико-технического образования и атомной промышленности» (Томск, 2000); научной конференции «Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды и экологии природно-территориальных комплексов Западной Сибири» (Горно-Алтайск, 2000); Всероссийской конференции молодых ученых "Материаловедение, технологии и экология на рубеже веков" (Томск, 2000); международной конференции "Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды. БИОРАД-2001" (Сыктывкар, 2001); 20th International Conference on Nuclear Tracks in Solids (Portoroz, Slovenia, 2000); Advanced Research Workshop "Monitoring of natural and man-made radionuclides and heavy metal waste in environment" (Dubna, 2000).

ПУБЛИКАЦИИ.

Основные результаты диссертационной работы изложены в 25 печатных работах, перечисленных в приложении 2 /1-25/.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, изложенных на 126 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков, 27 таблиц и список цитированной литературы (136 источников, из них 57 на русском и 79 на иностранных языках).

4. Выводы

В результате анализа полученных расчетных и экспериментальных данных можно сформулировать следующие выводы.

1. Проведенные модельные расчеты ожидаемых уровней радона в многоэтажных зданиях показали хорошее согласие с измеренными значениями, что позволяет планировать уровни радона на стадии проектирования зданий. В дальнейших оценках следует использовать следующие значения скорости воздухообмена в помещении, при которых получено максимальное согласие расчетных и экспериментальных данных: 0,1 ч"1 - для зимнего сезона и 0,5 ч"1 - для летнего.

2. Наиболее значимым источником поступления радона внутрь помещений кирпичных и панельных домов, а также помещений 2-х и выше этажей деревянных и шлакоблочных домов являются строительные материалы. Для помещений 1-х этажей деревянных и шлакоблочных домов наиболее значимым источником поступления радона является почва под зданием.

3. Выявлены следующие наиболее значимые факторы, влияющие на величину OA радона внутри помещений: тип здания; наличие разломов под зданием; сезон года; уровень этажа (является значимым только для деревянных и шлакоблочных зданий).

4. Распределение OA радона внутри многоэтажных зданий с монолитным фундаментом подчиняется нормальному закону, т.е. OA радона не зависит от уровня этажа.

6. Уровни радона в воздухе помещений 1-го этажа зданий без монолитного фундамента, в среднем, в 2,5 раза выше, чем в помещениях верхних этажей.

7. Дозовая нагрузка на население г. Томска от радона и его ДПР составляет 1,24 мЗв/год, что существенно выше, чем средневзвешенное по численности населения Российской Федерации оценочное значение 0,87 мЗв/год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе проведено экспериментальное и теоретическое исследование процессов переноса радона в неравновесных средах.

Проведен анализ существующих математических моделей, описывающих перенос радона в пористых средах (почвы, грунты, строительные материалы). Численное моделирование переноса радона с использованием результатов собственных экспериментальных исследований показало, что:

• при описании переноса радона в грунтах необходим учет диффузионного и конвективного механизмов;

• в качестве диффузионной составляющей целесообразно учитывать только молекулярную диффузию, коэффициент которой измеряется с высокой точностью в лабораторных условиях в отсутствии конвекции;

• конвективный механизм переноса позволяет учесть все остальные физические процессы, отвечающие за перемещение радона в почве по направлению к дневной поверхности; соответствующий параметр - скорость конвекции - является феноменологическим и не может быть описан с помощью какой-либо конкретной математической модели в виду сложности и многообразия процессов, ответственных за конвекцию.

Предложен оригинальный метод оценки скорости конвективного переноса радона в пористой неравновесной среде (почвы, грунты), основанный на измерении объемной активности радона в почвенном воздухе.

Разработана диффузионно-конвективная модель переноса радона в грунтах с двумя эманирующими слоями. Модель использована для решения некоторых прикладных задач радиоэкологии и геофизики. Результаты численного моделирования показали, что применение моделей с одним эманирующим слоем в некоторых случаях приводит к значительным погрешностям в расчетах переноса радона.

На основе диффузионной модели проведены расчеты ППР с поверхности различных строительных конструкций и материалов. Для этой цели экспериментально определены необходимые параметры строительных материалов: удельная активность 226Ra; плотность; пористость; коэффициент эманирования радона.

Проведен анализ критериев потенциальной радоноопасности территорий, используемых в РФ и за рубежом. Для этих целей проведено 100 измерений OA радона в почвенном воздухе с использованием трековых детекторов, экспериментально исследовано более 300 образцов грунтов и почв, отобранных на территории г. Томска, а также изучены литературные данные. В результате анализа выявлено, что наиболее надежным и достоверным критерием является величина установившейся равновесной OA радона в почвенном воздухе.

Разработан оригинальный, простой и дешевый метод измерения установившейся равновесной объемной активности радона в почвенном воздухе, основанный на проведении одновременно двух измерений на глубинах, различающихся в 2 раза.

Разработан оригинальный, простой и дешевый метод оценки ППР с поверхности грунта, основанный на измерении поровой активности радона. Метод позволяет получать «мгновенные» и «интегральные» (т.е. усредненные за длительный промежуток времени до месяца) значения. Метод представлен в двух вариантах, что позволяет выбрать наиболее оптимальный для определенной задачи способ получения информации о ППР.

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование закономерностей распределения уровней радона в атмосфере зданий, численное моделирование вкладов различных источников в суммарные уровни радона внутри помещений. Выявлены основные факторы, влияющие на формирование OA радона внутри помещений. Определена роль фактора этажности при проведении радиационно-гигиенической оценки жилых зданий и оценена среднегодовая, взвешенная по численности населения эффективная доза облучения при вдыхании радона и его ДПР для населения г. Томска. Для этих целей обследовано на содержание радона 533 жилых квартиры с использованием трековых детекторов и 150 квартир - с помощью радиометра радона РРА-03. Проведены непрерывные измерения OA радона на контрольном пункте в течение 3-х месяцев радиометром Alpha-GUARD, параллельно регистрировали микроклиматические параметры в воздухе помещения. Проведен ряд измерений OA радона в питьевой воде из скважин и системы центрального водоснабжения, в атмосферном воздухе с использованием трековых детекторов и радиометра РРА-03. В итоге проведенной работы сделаны следующие основные выводы:

• распределение OA радона внутри многоэтажных зданий с монолитным фундаментом подчиняется нормальному закону, т.е. OA радона не зависит от уровня этажа;

• уровни радона в воздухе помещений 1-го этажа зданий без монолитного фундамента, в среднем, в 2,5 раза выше, чем в помещениях верхних этажей;

• хорошее согласие расчетных ожидаемых уровней радона с измеренными значениями получено при скорости воздухообмена 0,1 ч"1 - для зимнего сезона и 0,5 ч"1 - для летнего, что позволяет планировать уровни радона на стадии проектирования многоэтажных зданий;

• дозовая нагрузка на население г. Томска от радона и его ДПР составляет 1,24 мЗв/год, что несколько выше, чем средневзвешенное по численности населения Российской Федерации оценочное значение 0,87 мЗв/год.

Работа выполнена в Томском политехническом университете на кафедре Прикладной физики.

В заключение приношу глубокую искреннюю благодарность своему научному . т J J J г п г j j J руководителю кандидату технических наук, доценту В.Д. Каратаеву за постоянное внимание и интерес к работе.

Автор искренне благодарна кандидату физ.-мат. наук, доценту Н.К. Рыжаковой за помощь в понимании физики процессов переноса и плодотворные обсуждения полученных результатов, доктору мед. наук, профессору Л.П. Волкотруб за помощь в медицинских аспектах работы, Ю.Г. Зубкову и Н.И. Башкирову за помощь в инструментальной части работы.

Автор особенно благодарна А.Н. Яковлеву и А.А. Будаевой за помощь и поддержку во время работы над диссертацией.

Автор считает приятным долгом поблагодарить всех сотрудников кафедры за полезные дискуссии при обсуждении результатов.

1. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации: Доклад Научного комитета ООН по действию атомной радиации Генеральной Ассамблее за 1988 г., с приложениями: В 2-х т. М.: Мир, 1992.

2. U.S. National Research Council. Science and judgment risk assessment. National Academy Press, Washington, DC, 1994.

3. U.S. National Research Council. Health effects of exposure to radon. BEIR VI. National Academy Press, Washington, DC, 1999.

4. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). Гигиенические нормативы ГН 2.6.1.054-96. М.: Госкомсанэпиднадзор РФ, 1996.

5. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR). Sources and effects of ionizing radiation. Report to the General Assembly, with Scientific Annexes, United Nations, New York, NY, 1993.

6. Radon measurements by etched track detectors: applications in radiation protection, earth sciences and the environment / Eds. S. A. Durrani, Radomir Ilic, World Scientific, Singapore, 1997. 387 p.

7. Крисюк Э.М. Радиационный фон помещений. М.: Энергоатомиздат, 1989.

8. Arvela Н. Residential radon in Finland: sources, variation, modeling and dose comparisons (Academic dissertation) STUK-A124. Helsinki, 1995. 87 p. +appendixes 80 p.

9. Baughman A.V., Gadgil A.J., Nazaroff W.W Mixing of a point pollutant by natural convection flow within a room // Indoor Air. 1994. V.4. P. 114-122.

10. Matthews T.G., Thompson C.V., Wilson D.L. et al. Air velocities inside domestic environments: an important parameter in the study of indoor quality and climate // Environ. Int. 1989. V.15. P. 545-550.

11. Wasiolek P.K., Whicker J.J., Gong H. et al. Room airflow studies using sonic anemometry // Indoor Air. 1999. V.9. P. 125-133.

12. Whicker J.J., Baker G.D., Wasiolek P.T. Quantitative measurements of airflow inside a nuclear laboratory // Health Phys. 2000. V.79. No 6. P. 712721.

13. Zhuo W., Iida Т., Moriizumi J. et al. Simulation of the concentrations and distributions of indoor radon and thoron // Radiat. Prot. Dosim. 2001. V.93. No 4. P. 357-368.

14. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). М.: Минздрав России,1999.

15. Gunby, J.A., Darby, S.C., Miles, J.C.H., Green, B.M.R., Cox, D.R. Factors affecting indoor radon concentrations in the United Kingdom. // Health Phys. 1993. V.64.№1.P. 2-12.

16. Норке P.K., Borak T.B., Doull J. et al. Health risks due to radon in drinking water // Environ. Sci. Technol. 2000. V.34. No 6. P. 921-926.

17. Datye V.K., Норке P.K. et al. Dynamic model for assessing Rn and progeny exposure from showering with radon-bearing water // Environ. Sci. Technol. 1997. V.31. No 6. P. 1589-1596.

18. Varley N.R. and Flowers A.G. Indoor radon prediction from soil gas measurements // Health Phys. 1998. 74(6). P.714-718.

19. Levesque В., Gauvin D., McGregor R.G. et al. // Health Phys. 1997. V. 72. №6. P. 907-915.

20. Gerken M., Kreienbrock L., Wellmann J. et al. Models for retrospective quantification of indoor radon exposure in case-control studies // Health Phys.2000. V.78. No.3. P. 268-278.

21. Ioannides K.G. et al. A surveyof 222Rn concentrations in dwellings of the town of Metsovo in north-western Greece // Health Phys. 2000. V.79. No 6. P. 697-702.

22. Geranios A., Kakoulidou M., Mavroidi Ph. et al. Radon survey in Kalamata (Greece) // Radiat. Prot. Dosim. 2001. V.93. No 1. P. 75-79.

23. Marenny A.M., Savkin M.N., Shinkarev S.M. Estimation of the radon-induced dose for Russia's population: methods and results // Radiat. Prot. Dosim. 2000. V.90. No 4. P. 403-408.

24. Bochicchio F., Venuti G.C., Nuccetelli C., Piermattei S., Risica S., Tommasino L., Torri G. Results of the representative Italian national survey on radon indoors // Health Phys. 1996. V.71. №5. P. 741-748.

25. Miles J.C.H. Temporal variation of radon levels in houses and implications for radon measurement strategies // Radiat. Prot. Dosim. 2001. V.93. No 4. P.369-375.

26. Iglesias J.M.P. et al. Indoor 222Rn concentrations in Central Asturias // Health Phys. 1996. V.70. No 5. P. 689-694.

27. Сердюкова A.C., Капитанов Ю.Т. Изотопы радона и короткоживущие продукты их распада в природе. М., 1979. 294 с.

28. Суслин В.П. Радон-222 и здоровье человека // Памятка для населения. -Новосибирск, 1994. 11 с.

29. Титов В.К., Лашков Б.П., Черник Д.А. Экспрессные определения радона в почвах и зданиях. СПб.: ВИРГ, 1992. 40 с.

30. Черник Д.А., Фоминых В.И., Венков В.А., Титов В.К. Экспресс методы для измерений эквивалентной равновесной объемной активности радона // Российский геофизический журнал. 1994. № 3-4. С. 85-88.

31. Маренный A.M., Савкин М.Н., Шинкарев С.М. // АНРИ. 1999. №4 (19). С. 4-11.

32. Jonsson, G. Indoor radon surveys. // Radon Measurements by Etched Track Detectors: Applications in Radiation Protection, Earth Sciences, and the Environment / Eds S. A. Durrani and R. Ilic, Singapore: World Scientific, 1997. P. 157-177.

33. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99), СП 2.6.1.799-99, Минздрав РФ. 2000.

34. Miles, J.C.H. Mapping radon-prone areas by iognormai modeling of house radon data. // Health Phys. 1998. V.74. №3. P. 370-378.

35. Болотников A.H. О влиянии активных осадков радона на результаты определения коэффициента эманирования радиоактивных руд по гамма лучам // Вопросы рудной геофизики. 1961. №3. С.102-105.

36. Болотников А.Н. Оценка влияния эманирования радиоактивных руд на результаты гамма опробования рудных тел в естественном залегании // Вопросы рудной геофизики. 1965. №5. С. 49-51.

37. Булашевич Ю.П. и Карташов Н.П. Определение коэффициента диффузии радона в горных породах методом мгновенного источника // Изв. АН СССР, Физика земли. 1967. №10. С. 71-76.

38. Булашевич Ю.П., Карташов Н.П. и Башорин В.Н. Коэффициенты диффузии радона и гелия в естественном залегании пород // Изв. АН СССР, Физика земли. 1970. №1. С. 70-73.

39. Булашевич Ю.П. и Хайритдинов Р.К. Диффузия эманации в пористых средах //Изв. АН СССР, Сер. геофиз. 1959. №12. С. 1787-1792.

40. Лян Синчжун. Гидродинамическая модель конвекции радона // Тр. Зап. Ленингр. горн, ун-та. 1987. Т. 111. С. 81-84.

41. Методы поисков урановых месторождений, М.: Недра, 1969.

42. Новиков Г.Ф., Капков Ю.Н. Радиоактивные методы разведки, Л.: Недра, 1965.

43. Новиков Г.Ф. Радиометрическая разведка: Учебник для вузов. Л.: Недра, 1989. 407 с.

44. Павлов И.В. Математическая модель процесса эксгаляции радона с поверхности земли и критерии оценки потенциальной радоноопасности территории застройки // АНРИ. 1996/1997. №5. С. 15-26.

45. Хайкович И.М. Математическое моделирование процессов миграции радона//АНРИ. №3. 1996/1997. С.99-107.

46. Anello М., Nansteel M.W. Buoyancy- and Pressure-Driven Motion in a Vertical Porous Layer: Effects of Quadratic Drag // Applied Sci. Research. 1995. V.55.P. 141-154.

47. Antonopoulos-Domis M., Kritidis P., and Raptis C. Diffusion model of radon exhalation rates // Health Phys. 1998. V.74. №5. P. 574-580.

48. Anello M.T. Theoretical Investigation of Radon Transport in Porous Media, a thesis of MSc., Melborne, Florida, 1994.

49. Akerblom G. and Wilson C. Radon geological aspects of an environmental problem. Geol.Surv. of Sweden, Uppsala, Sweden, 1982. №30. 47 p.

50. Akerblom G. and Linden A. Predicting the radon concenrtation in a deep nuclear waste repository. Rare Gas Geochemistry. Proc. Vol. 3rd ICRGG. P. 241-257.

51. Akerblom G. and Mellander H. Geology and radon // Radon Measurements by Etched Track Detectors: Applications in Radiation Protection, Earth Sciences, and the Environment / Eds S. A. Durrani and R. Ilic, Singapore: World Scientific, 1997. P. 157-177.

52. Kohl Т., Medici F. and Rybach L. Numerical simulation of radon transport from subsurface to buildings // J. Applied Geophys. 1994. V.31. P. 145-152.

53. Mogro-Campero A. and Fleischer R.L. Subterrestrial fluid convection: A hypotesis for long-distance migration of radon within the earth // Earth Planet. Sci. Lett. 1977. V.34. P. 321-325.

54. Того L., Gheorghe R. Mathematical simulation of radon migration in porous materials // Proc. IRPA Regional Congr. on Rad. Prot. in Central Europe, Budapest, Hungary. 1999. P. 606-615.

55. Van der Spoel W.H., van der Graaf E.R. and de Meijer R.J. Diffusive transport of radon in a column of moisturized sand // Health Phys. V.77. No.2. 1999. P. 163-177.

56. Andersen C.E. Entry of soil gas and radon in houses. Denmark: Riso National Laboratory, Roskilde: Riso-R-623(EN), 1992.

57. Rogers V.C., Nielson k.k. Multiphase radon generation and transport in porous materials // Health Phys. V.60. 1991. P. 807-815.

58. Керкис E.E. Методы изучения фильтрационных свойств горных пород. Л: Недра, 1975.

59. Кабанов М.В. Региональный мониторинг атмосферы. 4.1. Научно-методические основы: Монография / Под общей редакцией В.Е. Зуева. Томск: изд-во «Спектр» Института оптики атмосферы СО РАН, 1997. 211 с.

60. Grammakov A.G. On the influence of some factors in the spreading of radioactive emanations under natural conditions // Zh. Ceofiz. 1936. No.6. P.123-148.

61. Титов В.К., Венков В.А., Авдеева Т.Д., Кувшинникова Е.И. Экспозиционные эманационные методы поисков месторождений полезных ископаемых. Л.: Недра, 1985.

62. Хейфец Л.И. Многофазные процессы в пористых средах. М.: Химия, 1982.319 с.

63. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. М.: Недра, 1984.

64. Николаевский В.Н. Геомеханика и флюидодинамика. М.: Недра, 1996. 447 с.

65. Чураев Н.В. Физикохимия процессов массопереноса в пористых телах. М.: Химия, 1990. 272 с.

66. Граммаков А.Г. и Попретинский И.Ф. Распределение радона в рыхлых отложениях при наличии ореолов рассеяния радия // Изв. АН СССР, серия физ. №6. 1957. С. 789-793.

67. Гулабянц Л.А., Заболотский Б.Ю. Мощность активного слоя грунта при диффузионном переносе радона в грунтовом основании здания // АНРИ №4. 2001. С. 38-40.

68. Yokel and Tanner А.В. Site Exploration Radon Source Potential // United States Dept. of Commerce Technol. Adm., NISTIR 5135, 1992, P. 1-61.

69. Росновский И.Н. Устойчивость почв в экосистемах, как основа экологического нормирования. Томск: Изд-во ИАО СО РАН. 2001. 252с.

70. Черник Д.А., Титов В.К., Венков В.А. Радиационно-гигиенический контроль строительных материалов // Гигиена и санитария. 1998. № 5. С.41-44.

71. Каратаев В.Д., Яковлева B.C., Эргашев Д.Э. Исследование радиоактивности объектов окружающей среды на территории Томской области // Изв. Вузов. Физика. 2000. Т.43. №4. С. 105-109.

72. Bunzl К., Ruckerbauer F., Winkler R. Temporal and small-scale spatial variability of 222Rn gas in a soil with a high gravel content // The Sci. of the Total Environ. 1998. V.220. P. 157-166.

73. Winkler R., Ruckerbauer F., Bunzl K. Radon concentration in soil gas: a comparison of the variability resulting from different methods, spatial heterogeneity and seasonal fluctuations. // The Sci. of the Total Environ. 2001. V.272.P. 273-282.

74. Ruckerbauer F., Winkler R. Radon concentration in soil gas: a comparison of methods // Applied Radiation and Isotopes. 2001. V.55. P. 273-280.

75. Павлов И.В., Покровский C.C., Камнев E.H. Способы обеспечения радиационной безопасности при разведке и добыче урановых руд. М.: Энергоатомиздат, 1994. 256 с.

76. Duval J.S., Otton J.K. Radium distribution and indoor radon in the Pacific Northwest // Geological Research Letters. 1990. Vol.17. No. 6. P. 801-804.

77. Duval J.S., Otton J.K., Jones W.J. Estimation of Radon Potential in the Pacific Northwest Using Geological Data: U.S. Department of Energy, Bonneville Power Administration report DOE/BP-1234, 1989. 146 p.

78. Otton J.K. and Duval J.S. Geologic controls on indoor radon in the Pacific Northwest. The 1990 Int. Symp. on radon and radon reduction technol.: Vol. III. Preprints: U.S. E.P.A. Report EPA/600/9-90/005c, unpaginated.

79. Otton J. K., Gundersen L.C.S., Schumann R.R. The Geology of Radon: U.S. Department of the Interior. U.S. Geological Survey, 1993. 28 p.

80. Reimer G.M., Gundersen L.C.A. A direct correlation among indoor radon, soil gas radon and geology in the Reading Prong near Boyertown, Pennsylvania // Health Phys. 1989. V.57. P. 155-160.

81. Смыслов А.А., Максимовский В.А., Харламов М.Г. и др. Радон в земной коре и риск радоноопасности // Разведка и охрана недр. №4. 1994. С. 2527.

82. Максимосвкий В.А., Харламов М.Г., Мальцев А.В. и др. Районирование территории России по степени радоноопасности // АНРИ 1996/97. №3. С. 66-73.

83. Черник Д.А., Титов В.К., Венков В.А. 222Rn в зданиях и подстилающих горных породах // Атомная энергия. Т.82, -вып. 4, 1997.

84. Черник Д.А., Титов В.К., Дашков А.Б., Амосов Д.А. Обоснование измерений объемной активности радона в грунтовом воздухе при оценке радоноопасности территорий // АНРИ 2001. №4. С. 29-33.

85. Varley N.R. and Flowers A.G. The Influence of Geology on Radon Levels in S.W. England // Radiat. Prot. Dosim. 1998. V. 77. No. 3. P. 171-176.

86. Klingel R., Kemski J. Prognosis of indoor radon on geological information // Proc. Third Eurosymp. on Protection against Radon, Liege, Belgium, 2001. P.l 13-117.

87. Castern, O., Wingqvist, K., Makelainen, I., and Youtilainen, A. Radon measurements in Finnish houses // Radiat. Prot. Dosim. V. 7. No. 1-4. 1984.

88. Обобщение и анализ геологических, гидрологических и инженерно-геологических материалов по территории г. Томска с целью обоснования проведения картографирования г. Томска. Томск, 1997.

89. Отчет: «Инженерно-геологические условия территории г. Томска». Томск: ТПИ, 1981.

90. Удодов П.А., Матусевич В.М., Григорьев Н.В. Гидрогеохимические поиски в условиях полузакрытых геологических структур Томь-Яйского мездуречья. Томск: Изд. ТГУ, 1965. 202 с.

91. Albering, H.J., Hoogewerff J.A., Kleinjans, J.C.S. Survay of 222Rn concentrations in dwellings and soils in the Dutch Belgian border region // Health Phys. 1996. V.70. P.64-69.

92. Решетов В.В., Бердников П.В. Результаты совместных измерений объемной активности радона в почвенном воздухе и плотности потока радона с поверхности почво-грунтов на территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области // АНРИ. 2001. №4. С. 34-37.

93. Отчет об инженерно-геологических изысканиях площадки строительства комплекса жилых домов для малосемейных по ул. Лазо в г. Томске. Томск: ТИСИз, 1986.

94. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М., 1968.

95. Washington J.W., Rose A.W. Temporal variabivity of radon concentration in the interstitial gas of soils in Pennsylvania // J. Geophys. Res. 1992. V.97. P.9145-9159.

96. Fleischer R.L., Mogro-Campero A. Radon enhancement in the earth: evidence for intermittent upflows // Geophys. Res. Lett. 1979. Y.6. P. 361-364.

97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. Свод правил СП 11-102-97.

98. Кузнецов Ю.В., Ярына В.П. Проблема достоверности измерений плотности потока радона // АНРИ. 2001. №4. С. 26-29.

99. Кривашеев С.В., Курепин А.Д., Мамаев С.В. Применение метода накопительной камеры для оценки потенциальной радоноопасности территории застройки //АНРИ. 2001. №4. С. 44-45.

100. Ferry С., Beneito A., Richon P., Robe М. -С. An automatic device for measuring the effect of meteorological factors on radon-222 flux from soils in the long term // Radiat. Prot. Dosim. 2001. V.93. No. 3. P. 271-274.

101. Жуковский M.B. и др. Модификация метода накопительной камеры для измерения плотности потока радона с поверхности почвы // АНРИ. 1999. №3 (18). С. 33-41.

102. Кузнецов Ю.В. Проблема радона и достоверность его измерений //АНРИ. 1998. №3. С. 9-12.

103. Николаев В.А. Трековый метод в радоновых измерениях // АНРИ. 1998. № 2. С. 16-27.

104. Nikolaev V.A., Ilic R. Etched track radiometers in radon measurements: a review // Radiat. Meas. 1999. V. 30. P. 1-13.

105. Зуевич Ф.И., Шкрабо И.В., Лазарев A.B., Воронин Л.А. Методика определения потока радона с поверхности земли // АНРИ. 2001. №4. С.41-43.

106. ПЗ.Рогалис B.C., Кузьмич С.Г., Польский О.Г. Исследования влияния временных и погодных условий на потоки радона на строительных площадках г. Москвы // АНРИ. 2001. №4. С. 57-61.

107. Методические указания. МУ 2.6.i.715-98. Проведение радиационно-гигиенического обследования жилых и общественных зданий. С.Петербург: "ЛЮБАВИЧ", 1998. 29 с.

108. Soil as a source of indoor radon: generation, migration and entry // Radon and its decay products in indoor air / Eds Nazaroff W.W., Nero A.V. A Wiley-Interscience publication, 1988. P. 57-112.

109. Matiullah A. N., Khatibeh A. J. A. H. Comparative studies of indoor radon concentration levels in Jordan using CR-39 based bag and cup dosimeters // Health Phys. 1998. V. 75. №1. P. 60-63.

110. Wang Z. Y., Lubin J. H., Wang L. D., et al. Radon Measurements in Underground Dwellings from Two Prefectures in China // Health Phys. 1996. V.70. №2. P. 192-198.

111. Wang Z., Steinhausler F. // Health Phys. 1996. V.71. №3. P. 374-377.1 19. Papp Z. // Health Phys. 1998. V.74. №3. P. 393-399.

112. Yu K.N., Young E.C.M., Stokes M.J, Guan ZJ, Cho K.W. // Health Phys. 1997. V.73.№2. P. 373-377.

113. Fang J. B, Persily A. K. Computer Simulation of Airflow and Radon Transport in Four Large Buildings, NISTIR 5611, National Institute of Standards and Technol, 1995. 46p.

114. Nero A.V, Nazaroff W.W. Characterizing the source of radon indoors // Radiat. Prot. Dosim. 1984. V.7. P. 23-39.

115. Nazaroff W.W, Lewis S.R, Doyle S.M. et al. Experiments on pollutant transport from soil into residential basements by pressure-driven airflow // Environ. Sci. and Technol. 1987. Y.21. P. 459-466.

116. Garbesi K, Sextro R.G. Modeling and field evidence of pressure-driven entry of soil gas into a house through permeable below-grade walls // Environ. Sci. and Technol. 1989. V.23. P. 1481-1487.

117. Garbesi K, Sextro R.G, Fisk W.J. et al. Soil-gas entry into an experimental basement: Model-measurement comparisons and seasonal effects // Environ. Sci. and Technol. 1993. V.27. P. 466-473.

118. Garbesi K, Robinson A.L, Sextro R.G, Nazaroff W.W. Radon entry into houses: the importance of scale-dependent permeability // Health Phys. 1999. V.77. No.2. P. 183-191.

119. Королева H.A, Шалак Н.И, Крисюк Э.М, Терентьев М.В. Выделение радона из строительных материалов в жилищах /7 Гигиена и санитария. 1985.

120. Титов В.К, Черник Д.А, Венков В.А. Методика учета временных вариаций объемной активности радона при проведении обследования помещений // АНРИ. 1996/97. №3. С. 40-46.

121. Nikolaev V.A, Gromov A.V, Stepanov A.V. Track detectors in radiation monitoring of the sunken submarine "Komsomolets" // Radiat. Meas. 1997. V.28. No. 1-6. P. 381-384.

122. Nikolaev V.A. Application of SSNTDs to investigations of radiation accident after-effects // Radiat. Meas. 1995. V.25. No. 1-4. P. 337-345.