Структура временных рядов радиации окружающей среды тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Мья Сан АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ
2007 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.01 КОД ВАК РФ
Диссертация по физике на тему «Структура временных рядов радиации окружающей среды»
 
Автореферат диссертации на тему "Структура временных рядов радиации окружающей среды"

На правах рукописи

Мья Сан

СТРУКТУРА ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ РАДИАЦИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

01 04 01 - техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Автор

Москва - 2007

003062689

Работа выполнена в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете)

Научный руководитель, доктор физико-математических наук,

профессор Големинов Н.Г МИФИ, г. Москва

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор Родионов Б У. МИФИ, г Москва

доктор физико-математических наук, Будыка А К

ФХИ им Карпова, г Москва

Ведущая организация Физический факультет МГУ им М В Ломоносова

Защита состоится « 15 » мая 2007г В --- час 00 мин на заседании диссертационного совета Д212 130 07 в МИФИ по адресу.

115409, Москва, Каширское шоссе, д 31, телефон 323-84-98

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ

Автореферат разослан «15» апреля 2007г.

Просим принять участие в работе совета или прислать отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью организации

Ученый секретарь диссертационного совета д ф -м н , профессор В В Дмитренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследований.

Исследование структуры временных рядов представляет важную задачу по поиску закономерностей и возможных корреляционных связей между космической компонентой радиации и излучением нуклидов в объектах окружающей среды Для решения задач радиоэкологии, нам необходимо знать факторы, влияющие радиацию окружающей среды Радиация естественного происхождения содержит две основные компоненты

• Излучение нуклидов распределенных в объектах окружающей среды, которое не имеет выделенных направлении,

• Излучение, преимущественно состоящее из заряженных частиц, космического происхождения, которое направленное

Структура радиации естественного происхождения, таким образом, содержит две компоненты, которые гипотетически независимы друг от друга Поэтому необходимо проверить эту гипотезу Здесь широкий простор для новых методов, поскольку никакое устройство не может регистрировать космическое излучение и излучение окружающей среды одновременно Следовательно, нам необходимо создать устройство, которое может измерять космическое излучение, как репер, при мониторинге радиации окружающей среды

Критерии независимости компонент можно определить, исследуя корреляционные и автокорреляционные функции временных рядов Наиболее подходящий метод для такого анализа - Быстрое Фурье Преобразование Для его применения необходимо в едином цикле измерений получать данные о радиации космоса и окружающей среды

Анализ литературных данных показал, что существуют аномалии при исследовании механических, временных и приливных явлений в условиях солнечного затмения Так же были замечены аномалии эманаций радона при астрономических и геофизических явлениях

Цель диссертационной работы.

1 Получение новых данных о структуре временных рядов радиации окружающей среды

2 Изучение структуры временных рядов при раздельной регистрации радиации космоса и окружающей среды

3 Создание экспериментальной установки, измеряющей космическое излучение и излучение окружающего пространства

4. Поиск закономерностей и возможных корреляционных связей между космической компонентой радиации и излучением нуклидов в объектах окружающей среды с помощью метода Быстрого Фурье Преобразования

5 Получение характеристик временных рядов радиации окружающей среды

6 Исследование эффектов, влияющих на распад образца урановой руды

Научная новизна и практическая значимость работы.

• Впервые предложен метод исследования радиации окружающей среды с помощью телескопа счетчиков Гейгера-Мюллера,

• Разработана установка, позволяющая автоматизировать процесс измерения потоков данных от телескопа детекторов,

• Получены новые данные по влияние температурного фона окружающей среды на радиацию окружающего пространства,

• Впервые исследованы приливные явления в образце урановой руды, которые дополняют общую картину физических явлений, происходящих в момент затмения солнца

Положения диссертации, выносимые на защиту.

На защиту автором выносятся 1 Разработанный метод исследования радиации окружающей

среды с помощью телескопа детекторов 2. Созданную установку с автоматизаций процесса измерений

3 Результаты экспериментальных исследований радиации окружающей среды, осуществленные за четыре года практически непрерывных измерений

4 Исследования приливных явлений в образце урановой руды

Апробация работы

Результаты работы по диссертационной теме докладывались и осуждались на следующих конференциях Научная сессия МИФИ 2005, научная сессия МИФИ 2006 и научная сессия МИФИ 2007

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в журналах Ядерные измерительно-информационные технологии (ЯИИТ) и в трудах конференции МИФИ

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, 5 приложений Содержит 45 рисунков и 4 таблицы, библиографию ] 05 наименований Полный объем 110 страниц

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цели, выносимые на защиту результаты, отмечены практическое значение и новизна полученных результатов

Глава I посвящена аспектам исследования радиации окружающей среды Давно замечено, что эмиссия радона почвой или водой подвержена влиянию различных геофизических факторов Среди них землетрясения, вращение Земли вокруг своей оси, приливные эффекты Эти вариации имеют общую природу -увеличение эманирующей способности среды и, как следствие, возрастание концентрации радона Наиболее интересным является приливный эффект, отмеченный рядом исследователей Это свойство трактуется как поведение массы радона подобное поведению жидкости Для исследования структуры излучения окружающей среды Земли ученые и исследователи повсеместно делали многочисленные эксперименты непрерывных измерений концентрации радона Замечали также, что астрономические явления влияют на природу активности окружающей среды

Глава II посвящена установке для раздельного исследования направленной и ненаправленной компонент радиации Для исследования направленной и ненаправленной компонент радиации в то же самое время, нам нужно устройство, которое может обнаруживать эти излучения, и способно отличить направленное излучение от ненаправленного излучения Для решения этой задачи мной было предложено использовать телескоп детекторов (счетчик Гейгера-Мюллера) СИ22Г с электроникой, способной разделить эти компоненты.

Счетчики Гейгера-Мюллера имеют эффективность регистрации различную для гамма-квантов (0,1%) и заряженных частиц (100%) , которые в основном составляют направленную компоненту. Рассчитанное значение телесного угла телескопа для тройных совпадений равно 0,73 8стр Структурная схема установки, которую я разработал, представлена на рисунке 1

Рис 1 Структурная схема установки.

вМ - счетчик Гейгера-Мюллера.

3 - канал тройных совпадений,

2 - канал двойных совпадений,

2 - суммарный канал

Срабатывания счетчиков Гейгера-Мюллера приводят к возникновению как независимых друг от друга импульсов, так и совпадающих во времени Независимые срабатывания счетчиков и совпадающие сигналы поступают на схему совпадений и приоритетный шифратор, который распределяет их по каналам, условно названным суммарным, двойных и тройных совпадений Эти импульсы характеризуются стандартом тразисторно-тразисторной логики (ТТЛ)

В соответствие со структурной схемой установки регистрирующим устройством является амплитудный анализатор, поэтому требуется преобразовать в аналоговую форму импульсы стандарта ТТЛ, различающиеся амплитудой в соответствие с каналом их возникновения Было принято следующее

• Импульсы по суммарному каналу - малая амплитуда сигнала,

• импульсы по каналу двойных совпадений - средняя амплитуда сигнала,

• импульсы по каналу тройных совпадений - максимальная амплитуда

Схема преобразования выполнена на токовых ключах с суммирующим резистором в качестве нагрузки

Бга^Н

Рис.2.Пршщипиальная схема преобразователя

Применение амплитудного анализатора в качестве регистратора данных от телескопа детекторов

Амплитудный анализатор {многоканальный буфер (МБ) + персональный компьютер (РС)} принимает по входу сигналы от схемы преобразования, формируя спектр, который дает данные о структуре излучения

Вид экрана амплитудного анализатора представлен на рис 3 На этом рисунке видны данные измерений направленной и ненаправленной компонент радиации. Зоны интереса легко выделяют различные компоненты и дают информацию о потоках данных от телескопа

Ф aif/i Работа с

■Ktin-ьо 568 ' v. X

Кол-во импч/tccB 70 ■ 1 i,;;

импуяьсов 4S12- 35

JW.hiüTptnirrpfljjci jTHCTUKii { geranttitifi rjftosMorp спектра

1251-30 ^5v,nr>njh.; 14?.; j мост я 0. Я Miß. 6cirottt,irnjibcfiF S^SCLBpen-m, м£4 e T айне;. 65535^

Зоны интереса

Рис,3. Вид экрана амплитудного анализатора.

Глава III посвящена программному комплексу для получения и обработки данных. В соответствие с общими теоретическими положениями была разработана программа обработки данных с целью определения, как корреляционных функций, так и статистических особенностей распределений.

Корреляция и автокорреляция, использовавшая FFT

00

Corr(g, И) = JgO + t)h(r) dr ( 1 )

-W

В уравнении (l)t определена корреляция между двумя непрерывными функциями g{t) и h(t), которая обозначена Corrfg, h), и она является функцией лага t. Мы покажем этот факт довольно неудобным обозначением с явной зависимостью от времени Corr(g,h)(t). Корреляция будет значительной при

некоторых значениях I , если функция линейная комбинация функции (Ъ) со сдвигом во времени на величину I , то есть, если первая сдвинута вправо относительно второй Подобно этому, корреляция будет значительна и для отрицательных величин I если первая функция предшествует второй, то есть, сдвинута влево относительно (Ь) Соответственно соотношение между этими значениями при перестановке функций выглядит так

Согг&, к)® = Согф, г) ( 2 )

Если функции представлены дискретно gk и каждая с периодом 14, то корреляция определяется следующим образом

Л-1

Сог}{$,К)]

( 3 )

Теорема о дискретной корреляционной функции говорит о том, что дискретная корреляция двух действительных функций § и Ь представляет собой элемент дискретного Фурье преобразования

Согг(ё, Щ <==> СкНк* ( 4 )

где вк и Нк есть дискретное Фурье преобразования gl и и звёздочка обозначает комплексное сопряжение Эта теорема использует тоже предположения о функциях, как и для свертки

Мы можем рассчитать корреляцию, используя БФП(РРТ) следующим образом делаем БФП двух множеств данных, умножаем одно комплексное сопряжение второго, и делаем обратное ВФП, полученного произведения Формально, результат (назовем его гк) будет комплексным вектором длины N. Однако, это устраняется, если положить все мнимые части равными нулю, так как исходное множество данных в обоих случаях было действительным Компоненты гк являются значениями корреляции при различных лагах, запомненных при положительных и отрицательных лагах в соответствии с хорошо известным правилом, корреляция при нулевом лаге - в г0- первый элемент вектора, при лаге 1 во втором компоненте Г1, корреляция при лаге -1 в N-1 компоненте вектора

Программа обработки была написана в математическом пакете МАТНСАО Представление данных расчетов на графиках

дает исчерпывающую информацию о спектре частот процессов, корреляционных и автокорреляционных функциях, асимметрии распределения данных, а также проверяет гипотезу о нормальном распределении

В главе IV представлены результаты измерений компонент радиации окружающей среды и обсуждения этих результатов

Данные измерений показывают, что космическая компонента, в основном мю-мезоны, имеет высокую стабильность потока с незначительным трендом, который составляет 1 импульс на 1000 измерений Этот временный ряд может быть принят, как опорный для анализа данных еще потому, что его автокорреляционная функция соответствует ординарному случайному процессу Пуассона

J

Рис. 4. граф функций корреляции Ьг н автокорреляции 7г, Иг

В отличие от космической компоненты окружающая среда чувствительна к температурному режиму и наблюдается рост числа отчетов при переходе от отрицательных температур к положительным при смене сезонов.

I_1 '—> !_' <_) ' I I

Рис.5. Средние значения двух компонент радиации за 8 циклов измерений при вертикальной ориентации телескопа. (6-3-04 - 6 марта 2004года и т.д.)

Этот факт можно связывать с изменениями в структуре почвы и конструкций, что приводит к дополнительному выходу радона и продуктов его распада в атмосферу. Эта особенность увеличивая дозовую нагрузку от естественной радиации

В суточном цикле температуры часто меняются и возникает суточный ход счета телескопа от естественной радиации

О 100 200 эоо -юо эоо еоо

Рис.6, суточный ход счёта телескопа от естественной радиации

На рис.7 показаны средние значения счёта за сутки по трём каналам телескопа в точке измерения в интервале времени 6.! 1.2004-8.02.05.

г

г

% »

:

!

ю

¿7 & 30 49 50 60 70 ВС 30 «Ю

Номер измерения

Рис.7. Суточные средние значения счёта телескопа детекторов за

четыре месяца.

Практически важным результатом является наблюдение изменения радиоактивности окружающего пространства, которое, как отмечалось ранее связано с изменением структуры почвы при смене сезонов (рис(5))

В главе V рассматривается структура временных рядов радиации окружающей среды Так как получены данные долгосрочных измерений, мы можем судить о структуре временных рядов радиации окружающей среды Были замечены суточные и сезонные вариации радиации окружающей среды, в литературе упоминаются влияние геофизических, временных и приливных явлений Это означает, что во временных рядах присутствуют структуры данных, которые возникают под действием разных факторов Поэтому было интересно исследовать связи между явлением распада и астрономическим явлением -затмением Солнца Сначала для подтверждения гипотезы связи между ядерным распадом и Новолунием, мы делали эксперименты с источником урановой руды, каждый месяц в течение Новолуния с помощью телескопа счётчиков Гейгера-Мюллера, который регистрирует гамма - фон окружающего пространства и преобразованное в атмосфере космическое излучение в качестве репера В данном эксперименте регистрация реперного излучения важна еще потому, что оно не связано с радиоактивным распадом и не может быть подвержено действию каких либо факторов, возбуждаемых астрономическим явлением К преимуществам метода можно отнести возможность получения данных в виде временных рядов, в которых каждый член ряда имеет малую статистическую погрешность

Линии тренда для измерений с образцом урановой руды показывают высокую стабильность установки. За 137 отсчетов (сутки), при среднем 5291 импульс по каналу суммарного счета, изменения среднего значения составляют 4 импульса, что в 18 раз меньше среднеквадратического отклонения Космическая компонента при отсутствии вариаций ГКЛ и СКЛ дает в десять раз более стабильные данные Результаты длительных измерений (за четыре месяца) модулируются внешним температурным фоном, тем не менее, дрейф среднего значения не выходит за пределы среднеквадратического отклонения (в два раза меньше)

Выше было отмечено, что исследование приливных эффектов проводилось с помощью данной установки, регистрируя излучение образца урановой руды в новолуния, особенное внимание, уделяя тем, в которые происходит затмение (их в 20052006 годах было три) Измерения начинались за сутки до затмения Солнца Это минимизировало влияние на измерения прилива в массе радона, возраст которого - 2 дня Так как фоновая компонента в наших экспериментах, имеющая аналогичную физическую природу, что и излучение образца урановой руды, не изменяется в моменты новолуний и полнолуний, можно полагать все вариации при измерениях образца суть изменения его состояния как источника излучения

В 2005 году 8-9апреля в течение 5 часов тень Луны скользила по поверхности Земли, причем полное затмение Солнца наблюдалось в западном полушарии Аналогичные явления были в октябре того же года и в марте 2006 г, примерно той же длительности Ниже на рис 9 представлен график изменения счета телескопа по суммарному каналу (вычтено среднее значение счета от окружающей среды) и счета тройных совпадений за 46 часов непрерывных измерений (начальная часть графика) На этом участке имеет место аномальное поведение счета по суммарному каналу, причем особенность графика центрирована моментом новолуния Нарастание и спад соответствуют установлению равновесного состояния между радоном и его дочерними продуктами Особенность графика - изменение активности дочерних продуктов распада радона и "выгорание" примерно 2% радона видна на графике Там же представлена космическая компонента, счет по каналу которой не изменяет своих значений в процессе измерений

Последующее восстановление, практически, происходит в течение трех периодов полураспада радона до исходного состояния образца урановой руды, что соответствует времени установления равновесия между радием и радоном в ряде распада урана Рассчитанная кривая хорошо аппроксимирует как начальный участок, так и последующее состояние временного ряда В интервале от 256 измерения до 865 проводились исследования излучения окружающей среды, которые не дают картины восстановления, как в случае с образцом урановой руды

Номер тмс|:тш1.ч

Рис.9. Зависимость числа отсчетов от номера измерения, особенность на графике центрирована новолунием.

Из всех гипотез единственной непротиворечивой является гипотеза об увеличении активности радона под действием неизвестного фактора, чье поведение подобно жидкости и реагирует на астрономическое явление, каким является новолуние. Однако, этот эффект уникальный среди наблюдаемых явлений при измерениях радиоактивности в новолуние Наиболее часто отмечается уменьшение среднеквадратического значения в два-три раза в течение интервала времени 16-20 часов без изменения среднего значения Сам процесс становится более детерминированным, чего не наблюдается при регистрации космической компоненты

На следующих рисунках показаны данные, полученные 2829 марта 2006-го года (Новолуние и полное затмение солнца) На графике видно, что счет изменяет периодически и на графике среднеквадратического значения

Номер изменения

рнс{10) На графике показаны данные ог телескопа в 28-29 марта 2006-1 о гола (Новолуние и полное затмение солнца) и ихсреднеквадратические значения. Непрерывная линия - линия тренда построенная методом наименьших квадратов.

Эти исследования могут иметь очень важное значение для судьбы ядерной энергетики, в случае, если подобным эффектам подвержены и другие члены б ряде распада урана. Сечение этих эффектов мало, но возможные последствия их могут быть значительны.

Таким образом, структура временных рядов содержит климатический, геофизический и астрофизический компоненты, С помощью установки - телескопа детекторов возможны исследования двух т них: климатических и астрономических явлениях.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате выполнения работы были получены новые научные и практические данные

• Впервые предложен метод исследования радиации окружающей среды с помощью телескопа счетчиков Гейгера-Мюллера,

• Разработана установка, позволяющая автоматизировать процесс измерения потоков данных от телескопа детекторов,

• Выполнены 148000 измерений с временным разрешении 10 минут,

• Получены новые данные по влияние температурного фона окружающей среды на радиацию окружающего пространства,

• Впервые исследованы приливные явления в образце урановой руды, которые дополняют общую картину явлений происходящих в момент затмения солнца

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Големинов Н Г , Мья Сан Использование амплитудного анализатора в качестве многоканального счетчика импульсов стандарта ТТЛ Ядерные измерительно-информационные технологии № 3(11) 2004

2 Големинов Н Г , Мья Сан Суточные и сезонные вариации радиации окружающей среды Научная сессия МИФИ-

2005

3 Големинов Н Г , Мья Сан. Применение телескопа детекторов для контроля радиации окружающей среды Научная сессия МИФИ-2005

4 Големинов Н Г , Мья Сан Приливные явления в ряде распада урана и их возможности Научная сессия МИФИ-

2006

5 Големинов Н Г, Мья Сан Приливные явления в ряде распада урана. Ядерные измерительно-информационные технологии № 1(21) 2007

6 Мья Сан. Структура временных рядов радиации окружающей среды Научная сессия МИФИ-2007

Подписано в печать 10 04 2007 г Исполнено 11 04 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 274 Тираж 75 экз

Типография «11-й ФОРМА Г» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш , 36 (495) 975-78-56 www autoreferat ru

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Мья Сан

Введение.

Глава 1.

Аспекты исследования радиации окружающей среды.

Компоненты радиации окружающей среды и факторы, влияющие на них.

Радиоактивность атмосферы.

Глава 2.

Установка для раздельного исследования направленной и ненаправленной компонент радиации.

§2.1. Телескоп детекторов.

§2.2. Электронные средства селекции событий.

§2.3. Устройство преобразования сигналов ТТЛ в аналоговую форму.

§2.4. Применение амплитудного анализатора в качестве регистратора данных от телескопа детекторов.

2.4.1. Аналого-цифровой преобразователь.

Глава 3.

Программный комплекс для получения и обработки данных.

§3.1.Микропроцессорная система и интерфейс.

§3.2 Программа - драйвер для ОС WIN95-98H др.

§3.3.Корреляция и автокорреляция, использовавшая FFT.

§3.4. Программа обработки данных эксперимента.

3.4.1. Графы программы MATHCAD с краткими пояснениями.

Глава 4.

Результаты измерений компонент радиации окружающей среды.

§4.1. Циклы измерений в различных условиях.

§4.2. Результаты экспериментов в формате Excel.

§4.3. Обработка результатов в пакете MATHCAD с методом БФП.

§4.4. Обсуждение результатов.

Глава 5.

Структура временных рядов радиации окружающей среды.

§5.1 Суточные и сезонные вариации излучения.

§5.2 Влияние геофизических явлений на радиацию окружающей среды.

§5.3 Аномалии при исследовании механических, временных и приливных явлений в условиях солнечного затмения.

§5.4 Роль астрономических явлений.

§5.5 Результаты исследований излучения образца урановой руды при солнечных затмениях.

 
Введение диссертация по физике, на тему "Структура временных рядов радиации окружающей среды"

Исследование структуры временных рядов представляет важную задачу по поиску закономерностей и возможных корреляционных связей между космической компонентой радиации и излучением нуклидов в объектах окружающей среды. Для решения задач радиоэкологии, нам необходимо изучать структуру радиации окружающей среды. Радиации естественного происхождения, как известно, содержит две основные компоненты:

• Излучение нуклидов распределенных в объектах окружающей среды, которое не имеет выделенных направлении.

• Излучение, преимущественно состоящее из заряженных частиц, космического происхождения, которое является направленным.

Структура радиации естественного происхождения, таким образом, содержит две компоненты, которые гипотетически независимы друг от друга. Поэтому необходимо проверить эту гипотезу. Здесь широкий простор для новых методов, поскольку никакое устройство не может регистрировать космическое излучение и излучение окружающей среды одновременно. Следовательно, нам необходимо было создать устройство, которое могло бы измерять космическое излучение, как репер, при мониторинге радиации окружающей среды.

Критерии независимости компонент можно определить, исследуя корреляционные и автокорреляционные функции временных рядов. Наиболее подходящий метод для такого анализа - Быстрое Фурье Преобразование. Для его применения необходимо в едином цикле измерений получать данные о радиации космоса и окружающей среды.

Анализ литературных данных показал, что существуют аномалии при исследовании механических, временных и приливных явлений в условиях солнечного затмения. Так же замечали аномалии эманации радона при астрономических и геофизических экстраординарных событиях. Поэтому нужно было проверить, существует ли влияние астрономических явлений на естественную радиоактивность.

Цель диссертационной работы.

1. Получение новых данных о структуре радиации окружающей среды.

2. Изучение структуры временных рядов при раздельной регистрации радиации космоса и окружающей среды.

3. Создание экспериментальной установки, измеряющей космическое излучение и излучение окружающего пространства.

4. Поиск закономерностей и возможных корреляционных связей между космической компонентой радиации и излучением нуклидов в объектах окружающей среды с помощью метода Быстрого Фурье Преобразования.

5. Получение характеристик временных рядов радиации окружающей среды.

6. Исследование эффектов, влияющих на выход излучения из образца природной урановой руды.

Научная новизна и практическая значимость работы.

• Впервые предложен метод исследования радиации окружающей среды с помощью телескопа счётчиков Гейгера-Мюллера;

• Разработана установка, позволяющая автоматизировать процесс измерения потоков данных от телескопа детекторов;

• Получены новые данные по влияние температурного фона окружающей среды на радиацию окружающего пространства;

• Впервые исследованы приливные явления в образце урановой руды, которые дополняют общую картину явлений происходящих в момент затмения солнца.

Практическая значимость работы заключается в том, что результаты исследования позволяют дать ряд обоснованных рекомендаций экспериментаторам и специалистам-разработчикам по способам создания метода регистрации радиации окружающей среды с помощью телескопа счётчиков Гейгера-Мюллера. А также представляют интерес для исследователей, работающих в области радиоэкологии.

 
Заключение диссертации по теме "Приборы и методы экспериментальной физики"

Заключение

В результате выполнения работы был разработан телескоп детекторов, который выделяет из общего счёта космическую компоненту, делая временной ряд суммарного счёта независимым от направленного излучения космического происхождения. Исследования структуры временных рядов показали существование данных, которые изменяются температурным фоном окружающей среды.

Наиболее интересным является существования во временных рядах структур, определяемых таким астрономическим яв>.«нием, как затмение Солнца. Эти эксперименты дали новые данные о влиянии астрономических явлений на суммарный счёт импульсов от образца урановой руды.

В настоящий момент не представляется возможности дать последовательное объяснение такому эффекту. В целом же результаты данной работы следующие:

• Впервые предложен метод исследования радиации окружающей среды с помощью телескопа счётчиков Гейгера-Мюллера;

• Разработана установка, позволяющая автоматизировать процесс измерения потоков данных от телескопа детекторов;

• Выполнены 148000 измерений с временным разрешении 10 минут,

• Получены новые данные по влияние температурного фона окружающей среды на радиацию окружающего пространства;

• Впервые исследованы аномальные приливные явления в образце урановой руды, которые дополняют общую картину явлений происходящих в момент затмения солнца.

 
Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Мья Сан, Москва

1. Alan Martin, Samuel A. Harbison. An introduction to radiation protection, 1999,1.BN 0-412-63110-5.

2. Крисюк Э. M. Радиационный фон помещений. M.: Энергоатомиздат, 1989 , -120с.-ISBN 5-283-02992-1.

3. Големинов Н.Г. "Спектрометрические методы в радиационной экологии" 1993г.

4. Големинов Н.Г., Крамер-Агеев Е.А. Радиометрия и дозиметрия при радиационных испытаниях.- М.: МИФИ, 1987. 92 с.

5. T.K.Gaisserand, T.Stancv . "Cosmic rays" (Bartol Research Inst., Univ. of Delaware) 1995.

6. Б. П. Голубев. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. Изд. 3-е, перераб и доп. М., Атомиздат, 1976, с. 504.

7. Големинов Н. Г., Мья Сан. Использование амплитудного анализатора в качестве многоканального счетчика импульсов стандарта TTL. Ядерные Измерительно- информационые Технологии, 3(11), 2004.

8. Н. Г. Гусев, В. А. Климанов, В. П. Машкович, А. П. Суворов. Защита от ионизирующих излучений. Т. 1. М.: Энергоатомиздат, 1989. ISBN 5- 28303054-7

9. В. П. Машкович, А. В. Кудрявсева. Защита от ионизирующих излучений: спрабочник 4-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1995. -1

10. Б. П. Голубев. Дозиметрия и защита от ионизирующих излучений. Изд. 3-е, перераб и доп. М., Атомиздат, 1976, с. 504.

11. Сахаров В. К. Радиоэкология. М.-.МИФИ, 1995, 136 с. ISBN 5-7262-0230-9

12. Големинов Н. Г., Трошип В. С. Измерение естественной радиоактивности атмосферного воздуха. Учебное пособие И.: МИФИ, 2000. 32 с.

13. Крамер-Агеев Е. А., Трошин В. С. Инструментальные методы радиационной безопасности. Конспект лекций. М.: МИФИ, 2003. 76 с.

14. Якубович A. JL, Зайцев Е. И., Пржиялговский С. М. Ядерно-физические методы анализа минерального сырья. М.: Атомиздат, 1973.

15. Dr. Gary С. Vezzoli. Radioactive decay of Po 210 and Co 60 at 2 U.S observation stations in the path of the umbra/penumbra of the total eclipse of the sun of 4 December 2002 in Southern Australia. INFINITE ENERGY Issue 61, May/June 2005.

16. Shu-wen Zhou. Abnormal physical phenomena observed when the Sun, Moon and Earth are aligned. 21st CENTURY, Fall 1999.

17. Shu-wen Zhou, B.J. Huang. Abnormalities of the time comparisons of atomic clocks during the solar eclipses. NUOVO CIMENTO, Vol. I5C, N. 2 Marzo-Aprile 1992

18. Henry Aujard . August '99 Eclipse studies show the "Allais Effect" is real, Special report, 21st century, summer 2001

19. S. E. Shnoll, I.A.Rubinshtejn, К. I. Zenchenko, V.A.Shlekhtarev, A.V.Kaminsky, A.A.Konradov, N.V.Udaltsova. Experiments with rotating collimators cutting out239pencil of a-particles at radioactive decay of Pu evidence sharp anisotropy of space.

20. Shnoll S.E., Zcnchenko T.A., Zenchenko K.I., Pozharski E.V., Kolombet V.A., and Konradov A.A.: 2000, Regular variation of the fine structure of statistical distributions as a consequence of cosmophysical agents, Physics-Uspehi 43(2), 205209

21. Shnoll,S.E.: 2001, Discrete distribution patterns: arithmetic and cosmophysical origins of their macroscopic fluctuations, Biophysics 46(5),733-741.

22. Simon E. Shnoll, Konstantin I. Zenchcnko, Iosas I. Berulis, Natalia V. Udaltsova, Serge S. Zhirkov and Ilia A. Rubinstein, 2004, Dependence of "Macroscopic Fluctuations" on Cosmophysical Factors. Spatial Anisotropy. Biophysics 49( 1), -129 -139

23. S.E. Shnoll, V.A. Kolombet, , Zenchenko T.A., Pozharskii E.V., Zvereva I.M. and Konradov A.A., 1998, Cosmophysical Origin of "Macroscopic Fluctations" Biophysics(m russ.), 43(5),909-915

24. Qian-shen Wang, Xin-she Yang, Chuan-zhen Wu, Hong-gang Guo, Hong-chen Liu and Chang-chai Hua. Precise measurement of gravity variations during a total solar eclipse

25. PHYSICAL REVIEW D, VOLUME 62, 041101 (R)

26. S. W. Zhou, B. J. Huang and Z. M. Ren. The abnormal influence of the partial solar eclipse on December 24th, 1992, on the time comparisons between atomic clocks. IL NUOVO CIMENTO Vol. 18C, N.2 MARZO-APRILE 1995

27. F. Aumento, Radon tides on an active volcanic island: Terceira, Azores. Geofisica Internacional (2002), Vol. 41, N. 4, pp. 499-505.

28. Kaushik Majumdar. A study of fluctuation in radon concentration behavior as an earthquake precursor CURRENT SCIENCE, VOL. 86, NO. 9, 10 MAY 2004 ISBN 5-283-03059-8

29. HIROSHI WAKITA. Geochemical challenge to earthquake prediction (groundwater radon precursor) Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Vol. 93, pp. 3781-3786, April 1996 Colloquium Paper

30. JOSIP PLANINI C., VANJA RADOLIC, DOMINIKA CULO. Searching for an earthquake precursor: Temporal variations of radon in soil and water FIZIKA В (Zagreb) 9 (2000) 2, 75-82

31. Geller, R. J., Shake-up for earthquake prediction. Nature, 1991, 352, 275-276, Nature, 353, 611-612.

32. Wakita, H., Nakamura, Y. and Sano, Y., Short-term and intermediate term geochemical precursors. In Intermediate-Term Earthquake Prediction (eds Stuart, W. D. and Aki, K.), Birkhauser, Basel, 1988, pp. 267-278.

33. Donald, Т., Geochemical precursors to seismic activity. In Intermediate-Term Earthquake Prediction (eds Stuart, W. D. and Aki, K.), Birkhauser, Basel, 1988, pp. 241-266.

34. Virk, H. S., Walia, V. and Sharma, A. K., Radon precursory signals of Chamba earthquake. Curr. Sci., 1995, 69, pp. 452-454.

35. Y. L. Han, M. C. Tom Kuo and Y. P. Lee Monitoring of Radon in Taiwan groundwaters.

36. Bichard GF, Libby WF. An inexpensive radon earthquake prediction concept. EOS (Trans., Am. Geophys. Union) 1976; 57(12): 957 (abstract).

37. Noguchi M, Wakita H. A method for continuous measurement of radon in groundwater for earthquake prediction. J. Geophys. Res. 1977; 82: 1353-1357.

38. King CY. Radon emanation on San Andreas Fault. Nature (London) 1978; 271: 516519.

39. Liu KK, Yeh YH, Teng TL. Ground-water radon variation associated with the May 20, 1986 Hualien, Taiwan earthquake. Bulletin of the Institute of Earth Sciences, Academia Sinica 1986; 6: 85-94.

40. Igarashi G, Saeki S, Takahata N, Sumikawa K, Tasaka S, Sasaki Y, Takahashi M, Sano Y. Ground-water radon anomaly before the Kobe earthquake in Japan. Science 1995;269:60-61.

41. Prichard HM, Gesell TF. Rapid measurements of 222Rn concentrations in water with a commercial liquid scintillation counter. Health physics 1977; 33: 577-581.

42. Prichard HM, Venso EA, Dodson CL. Liquid-Scintillation analysis of 222Rn in water by alpha-beta discrimination. Radioactivity and Radiochemistry 1992; 3(1): 2836.

43. Aumento, F., Melson, W.G. and Shipboard Party, Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, Leg 37. 1008 pp., U.S. Government Printing Office, Washington D.C.

44. Hyndman, R.D., Aumento, F., Melson, W.G. et al., Seismic structure of the oceanic crust from deep drilling on the mid-Atlantic Ridge. Geophysical Research Letters, v. 3,201-204.

45. Melson, W.G., Aumento,F., and the Shipboard Party, Deep Sea Drilling Project: Leg 37 The Volcanic Layer. Geotimes, Dec., 16-18.

46. G. K. Muecke, J. M. Ade-Hall, F. Aumento, A. MacDonald, P. H. Reynolds, R. D. Hyndman, J. Quintino, N. Opdyke and W. Lowrie, Deep drilling in an active geothermal area in the Azores, Nature 252, 281-285, 1974.

47. D. V. Kent and W. Lowrie, VRM studies in Leg 37 igneous rocks, in: Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, Vol 37, F. Aumento, W. G. Melson, et al., eds., pp. 525-529, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 1977.

48. Williams, F.M., Williams, M.A.J. and Aumento, F. (2003). Tensional fissures and crustal extension rates in the northern part of the Main Ethiopian Rift. Journal of African Earth Sciences 38 (2), 183-197.

49. Aumento F. and Loubat H. (1971) The Mid-Atlantic ridge near 45 degrees N; XVI, Serpentinized ultramafic intrusions. Can. J. Earth Sci. 8, 631-663.

50. Aumento F. (1971) Uranium content of mid-ocean ridge basalts. Earth Planet. Sci. Lett. 11,90-94.

51. Mitchell W. S. and Aumento F. (1977) The distribution of uranium in oceanic rocks from the Mid-Atlantic Ridge at 36°N. In Init. Repts. DSDP 37 (eds. F. Aumento and W. G. Melson), pp. 547-559. U.S. Govt. Printing Office.

52. Chirkov, A. M. (1975),Radon as a possible criterion for predicting eruptions as observed at Karymysky volcano, Bulletin Volcanologique37, 126-131.

53. Chung, Y. (1985),Radon variations at Arrowhead and Murrieta Springs: Continuous and discrete measurements. PAGEOPH122, 294-308.

54. Chung, Y.-C. (1981),Radium-226 and radon-222 in southern California groundwaters: Spatial variations and correlations, Geophys. Res. Lett.8, 5,457-460.

55. Clements, W. E. and Wilkening, M. H. (1974),Atmospheric pressure effects on radon-222 transport across the earth-air interface, J. Geophys. Res.79, 5025-5029.

56. Guedalia, D., Laurent, J.-L., Fontan, J., Blanc, D. andDruilhet, A. (1970),A study of radon 220 emanation from soils. J. Geophys. Res.75,2,357-369.

57. Katoh, K., Nishzawa, O. Kusunosc, K. andlkeda, K. (1985),An experimental study on variation of radon emanation from westerly granite under uniaxial compression, Part 1: J. Seismological Society of Japan, 173-182.

58. King, C.-Y. (1980b),Radon emanation in technically active areas. In The Natural Radiation Environment III. Symposium Proceedings, Houston, Texas, April 23-28, 1978, Rep. CONF-780422, U.S. Dept. of Energy, Washington, D.C., pp. 175-182.

59. King, C.-Y. (1985a),Radon monitoring earthquake prediction in China. Earthquake Prediction Research3,47-68.

60. Klusman, R. W. (1981),Variations in mercury and radon emission at an aseismic site. Geophys. Res. Lett.8, 5, 461-464.

61. Kovach, E. M. (1946),Diurnal variations of the radon-content of soil-gas. J. Geophys. Res.51,45-55.

62. Liu, K.-K., Yui, T.-F., Yeh, Y.-H., Tsai, Y.-B. andTeng, T.-L. (1985),Variations of radon content in groundwaters and possible correlation with seismic activities in northern Taiwan. PAGEOPH122, 231-244.

63. Megumi, K. andMamuro, T. (1973),Radon and thoron exhalation from the ground. J. Geophys. Res.78,11, 1804-1808.

64. Melvin, J. D., Shapiro, M. H. andCopping, N. A. (1978),An automated radon-thoron monitor for earthquake prediction research. Nuclear Instr. Methods 153, 239251.

65. Mochizuki, S. andSekikawa, T. (1980),Radon-222 exhalation and its variation in soil air, InThe Natural Radiation Environment III, Symposium Proceedings, Houston,

66. Texas, April 23-28, 1978, Rep. CONF-780422, U.S. Dept. of Energy, Washington, D.C., pp. 105-113.

67. Okabe, S. (1956),Time variation of the atmospheric radon-content near the ground surface with relation to some geophysical phenomena. Memoirs of The College of Science, University of Kyoto, Series A, Vol. XXVIII, No. 2, Article 1, pp. 99-115.

68. Pearson, J. E. and Jones, G. E. (1965),Soil concentrations of emanating radium-226 and the emanation of radon-222 from soils and plants. Tellusl8, 655-661.

69. Shiratoi, K. (1927),The variation of radon activity of hot springs. Science Reports of the Tohoku Imperial University, Ser. 3,16, 614-621.

70. Steele, S. R. (1981),Radon and hydrologic anomalies on the rough creek fault: Possible precursors to the M 5.1 Eastern Kentucky earthquake, 1980. Geophys. Res. Lett.8, 5,465-468.

71. Talwani, P., Moore, W. S. andChiang, J. (1980),Radon anomalies and microearthquakes at Lake Jocassee, South Carolina. J. Geophys. Res.85, B6, 3079— 3088.

72. Teng, T. L. (1980),Some recent studies on ground water radon content as an earthquake precusor. J. Geophys. Res.85, B6,3089-3099.

73. Teng, T. L., Sun, L. F. andMcRaney, J. K. (1981),Correlation of ground water radon anomalies with earthquakes in the greater Palmdale bulge area. Geophys. Res. Lett.8, 5,441-444.

74. Thomas, D. M., Cuff, К. E. andCox, M. E. (1986),The association between ground gas radon variations and geologic activity in Hawaii. J. Geophys. Res.91, В12, 12,186-12,198.

75. Thomas, D. M. and Koyanagi, R. Y. (1986),The association between ground gas radon concentrations and seismic and volcanic activity at Kilauea volcano. Eos, Transactions of the American Geophysical Union (abstracts)67,44, 905.

76. Wakita, H. (1984),Groundwater observations for earthquake prediction in Japan. International Symposiumon Continental Seismicity and Earthquake Prediction, Seismological Press, pp. 494-500.

77. Wakita, H., Nakamura, Y., Notsu, K., Noguchi, M. andAsada, T. (1980a)Radon anomaly: A possible precursor of the 1978 Izu-Oshima-kinkai earthquake. Science207, 882-883.

78. Wakita, H., Nakamura, Y. andSano, Y. (1985),Groundwater radon variations reflecting changes in regional stress fields. Earthquake Prediction Research3, 545— 557.

79. Yamauchi, T. and Shimo, M. (1982),Radon concentration in galleries and its relation to the earthquake occurrence. J. of the Seismological Society of Japan35, 3, 435—446.

80. Zhang, G. and Fu, Z. (1981),Some features of medium-and short-term anomalies before great earthquakes. InEarthquake Prediction: An International Review, American Geophysical Union, Maurice Ewing Series 4, pp. 497-509.

81. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика: Т. 1. Физика атомного ядра. -4-е изд., перераб. И доп. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с.

82. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика: Т. 2. М.: Энергоатомиздат, 1983.

83. J. Kenneth Shultis, Richard Е. Faw Fundamentals of Nuclear Science and Engineering, ISBN: 0-8247-0834-2

84. Glenn F. Knoll, Radiation detection and measurement third edition ISBN 0-471-07338-5

85. А. А. Боровой, Как регистрируют частицы, М.: Наука. 1981.-176 с.,.

86. JI. С. Горн, Б. И. Хазанов, Современные приборы для измерения ионизирующих излучений. М.: Энергоатомиздат, 1989 - 232 е.: ил.1.BN 5-283-02000-9

87. В. К. Ляпидевский, Методы детектирования излучений: М.: Энергоатомиздат, 1987.-408 е.: ил.

88. Родинов Б. У. Ядерная методология.: Учебное пособие. М.: МИФИ, 1994. 128 с. ISBN 5-7262-0002-0

89. Големинов Н.Г., Крамер-Агеев Е.А. Микропроцессоры в дозиметрических и радиометрических приборах М.: МИФИ, 1987.98. .Шило B.JI., "Популярные микросхемы КМОП" М, «Ягуар», 1993г.

90. William Н. Press "Numerical Recipes in С" The Art of Scientific Computing (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) http://www.nr.com100. "СПРАВОЧНИК ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ" http://bazashem.narod.ru/cir/devi.html

91. П.Хоровиц, У.Хилл "Искусство схемотехники"

92. M. R. Spiegel Schaums mathematical handbook of formulas and tables Rensselaer Polytechnic Institute, 1968

93. Erwin Kreyszig Advanced engineering Mathematics QA401.K7, 1979

94. Кюри M. Радиоактивность, Гостехиздат, 1947, стр. 176-177.

95. Шноль С. Э. и др. О реализации дискретных состояний в ходе флуктуаций в макроскопических процессах. УФН, т. 168, №10,1998, стр.11291139