Радиоэкологический мониторинг

Министерство образования и науки Российской Федерации 
Уральский федеральный университет  
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Н. Д. Бетенеков 

РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ 

Рекомендовано методическим советом УрФУ  
в качестве учебного пособия для студентов,  
обучающихся по направлению подготовки  
240100 – Химическая технология 

Москва
Издательство «ФЛИНТА»
Издательство Уральского университета
2018 

2-е издание, стереотипное

УДК 502.175:628.4.047(075.8) 
ББК 20.18я73+35.362.09я73 
Б54 

Рецензенты:  
директор института, д-р техн. наук М. В. Жуковский (Институт промышленной экологии УрО РАН); 
д-р хим. наук Е. В. Поляков (Институт химии твердого тела  УрО РАН) 

Научный редактор – д-р. хим. наук, проф. Ю. В. Егоров 

Б54 

Бетенеков, Н. Д. 
Радиоэкологический мониторинг [Электронный ресурс]: учеб. 
пособие
Н. Д. Бетенеков. — 2-е изд., стер. — М. : ФЛИНТА : Изд-во 
Урал. ун-та, 2018. — 208 с.

ISBN 978-5-9765-3563-3 (ФЛИНТА)

ISBN 978-5-7996-1309-9 (Изд-во Урал. ун-та)

Дисциплина посвящена изучению радиоэкологического мониторинга как основы для 
усвоения последующих технологических курсов, входящих в профессиональный цикл. Рассмотрен 
широкий круг вопросов, охватывающих физические основы радиохимии, физико-химические 
особенности поведения природных и техногенных систем, в которых присутствуют радионуклиды, 
анализируется действие ионизирующих излучений как важнейшего естественного и техногенного 
экологического фактора. В рамках курса прививаются навыки практической работы с источниками 
ионизирующих излучений и радиоактивными веществами в открытом виде. Особенностью изучения 
дисциплины является единый подход к рассмотрению и анализу процессов, которые проходят с 
участием радионуклидов в природных и техногенных системах, большой объем практической работы 
с открытыми источниками ионизирующих излучений в соответствии с нормами и правилами 
безопасной организации работ.   

Библиогр.:  17 назв. Рис. 30. Табл. 21. 
УДК 502.175:628.4.047(075.8) 
ББК 20.18я73+35.362.09я73 

Учебное издание 

Бетенеков Николай Дмитриевич 

РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ 

Подписано в печать 08.11.2017.
Электронное издание для распространения через Интернет.

ООО «ФЛИНТА», 117342, г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17-Б, комн. 324.
Тел./факс: (495) 334-82-65; тел. (495) 336-03-11.
E-mail: flinta@mail.ru; WebSite: www.flinta.ru

© Уральский федеральный  
ISBN 978-5-9765-3563-3 (ФЛИНТА)
ISBN 978-5-7996-1309-9 (Изд-во Урал. ун-та)
 
             
университет, 2014 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА (РЭМ) ............................................................................... 5 
1.1. Цели и задачи экомониторинга ........................................................... 5 
1.2. Радиоэкологический мониторинг ....................................................... 9 

2. НОРМАТИВНО-ПРАВОВОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЭМ .................... 21

3. ИСТОЧНИКИ РАДИАЦИОННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ...................................................................... 47 
3.1. Естественные радионуклиды и их анализ ........................................ 51 
3.2. Искусственные радионуклиды .......................................................... 59 

4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА .................................................................................... 72 
4.1. Радиометрическое обследование территорий ............................. 72 
4.2. Отбор и предварительная подготовка образцов для анализа ..... 84 

5. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ПРОБ И МЕТОДИКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ОБЪЕКТАХ 
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ...................................................................... 95 
5.1. Применение гамма- и альфа-спектрометрии в радиоэкологическом 
мониторинге ................................................................................................ 95 
5.2. Радиохимический анализ в радиоэкологическом             
мониторинге ............................................................................................. 102 

6. РАДИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБ НА СОДЕРЖАНИЕ
ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ ........................................... 110 
6.1. Методика определения объемной активности и изотопного 
состава урана ............................................................................................ 110 
6.2. Методика определения объемной активности и изотопного 
состава тория ............................................................................................ 120 
6.3. Методика определения объемной активности и изотопного 
состава радия ............................................................................................ 132 
6.4. Методика определения объемной активности полония-210
и свинца-210.............................................................................................. 140 

7. РАДИОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБ НА СОДЕРЖАНИЕ
ИСКУССТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ ......................................... 152 

7.1. Общая блок-схема радиохимического анализа ............................. 152 
7.2. Сущность метода экспрессного хроматографического 
радиохимического анализа ..................................................................... 157 

8. ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ
КОНЦЕНТРАТОВ ................................................................................ 165 
8.1. Определение активности радионуклидов методами     
радиометрии ............................................................................................. 165 
8.2. Анализ гамма-спектров. Определение активности препарата 
методом гамма-спектрометирии ............................................................ 173 
8.3. Математическая обработка результатов измерения         
активности ................................................................................................. 193 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ................................................. 207 

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 
РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА (РЭМ) 
 
Задачи радиоэкологического мониторинга. Характеристика 
видов радиоэкологического мониторинга. Национальные и международные системы радиоэкологического мониторинга. Региональные 
системы радиоэкологического мониторинга. Локальные системы 
радиоэкологического мониторинга. Организация системы радиоэкологического мониторинга в районе расположения ядерно-              
и радиационно-опасных объектов. 
 
1.1. Цели и задачи экомониторинга 
 
Понятие мониторинга окружающей среды впервые было 
введено профессором Р. Манном на Стокгольмской конференции 
ООН по окружающей среде в 1972 г. и в настоящее время получило 
международное распространение и признание. 
Мониторингом окружающей среды было предложено называть 
систему 
повторных 
наблюдений 
одного 
и 
более 
элементов 
окружающей природной среды в пространстве и во времени с 
определенными целями в соответствии с заранее подготовленной 
программой. Однако вскоре стало ясно, что такое определение сужает 
рамки содержания мониторинга и не позволяет во всей полноте 
раскрыть его цели и задачи. 
В России одним из первых теорию мониторинга окружающей 
среды стал разрабатывать академик Ю. А. Израэль. Уточняя определение мониторинга окружающей среды, он сделал акцент не только 
на наблюдении, но и на прогнозе, введя в определение термина 
«мониторинг окружающей среды» антропогенный фактор как основную причину этих изменений. Мониторингом окружающей среды он 
называет систему наблюдений, оценки и прогноза антропогенных 
изменений состояния окружающей природной среды. 
Блок-схема системы мониторинга представлена на рис. 1.1      
(Ю. А. Израэль, 1974 г.).  
В начале 70-х годов прошлого века им была составлена одна из 
первых классификаций систем и подсистем мониторинга. Они могут 
подразделяться по разным признакам: 
 – пространственному охвату; 

Рис. 1.1. Блок-схема системы мониторинга 
 
– объекту наблюдения (абиотическая компонента: атмосферный 
воздух, воды суши и морей, почвы, геологическая среда, биотическая 
компонента, растительный и животный мир, живая природа на 
охраняемых природных территориях, человек; физические факторы 
воздействия: ионизирующее излучение, электромагнитное излучение, 
тепловое излучение, шумы, вибрация); 
– методам (прямое инструментальное измерение, дистанционная 
съёмка, косвенная индикация, опросы, дневниковые наблюдения); 
– степени отношения эффекта и процесса, за которыми ведутся 
наблюдения; 
– типу воздействия (геофизическое, биологическое, медико-географическое, социально-экономическое, общественное); 
– целям (определение современного состояния среды, исследование явлений, оценка и градуировка моделей окружающей среды, 
краткосрочный прогноз, долгосрочные выводы, оптимизация и повышение экономической эффективности исследований и прогнозов, 
контроль за воздействием на среду и т. д.). 
Все классификации систем мониторинга являются достаточно 
условными. По масштабам обобщения информации выделяют: 
– глобальный (биосферный) мониторинг – предусматривает слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере и 
осуществление прогноза возможных изменений; 
– национальный мониторинг – осуществляется в пределах государства специально созданными органами; 
– региональный мониторинг – охватывает отдельные регионы,    
в пределах которых имеют место процессы и явления, отличающиеся 
по природному характеру или по антропогенным воздействиям от 
общего базового фона; 

– локальный мониторинг – предусматривает осуществление 
наблюдений в особо опасных зонах и местах, обычно непосредственно примыкающих к источникам загрязняющих веществ. 
Важное значение имеет базовый (или фоновый) мониторинг, 
задача которого – слежение за состоянием природных систем и 
природными процессами, на которые практически не влияют региональные антропогенные факторы. Базовый мониторинг позволяет 
охарактеризовать состояние природы как бы в её «чистом» виде, хотя 
глобальные загрязнения всё же вносят определённый вклад в 
изменение природной среды. Для осуществления базового (фонового) 
мониторинга используют удалённые от промышленных регионов 
территории, в том числе биосферные заповедники. 
Таким образом, основные цели экологического мониторинга 
состоят из обеспечения системы управления природоохранной деятельности своевременной и достоверной информацией, позволяющей: 
– оценить показатели состояния и функциональной целостности 
экосистем; 
– выявить причины изменения этих показателей и оценить 
последствия таких изменений, а также определить корректирующие 
меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий 
не достигаются; 
– создать предпосылки для определения мер по исправлению 
создающихся негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб. 
В этой связи основными задачами экологического мониторинга 
являются: 
– наблюдение за источниками и факторами антропогенного 
воздействия, за состоянием природной среды и происходящими в ней 
процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия; 
– оценка фактического состояния природной среды, прогноз 
изменения состояния природной среды под влиянием факторов 
антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния 
природной среды. 
Комплексная оценка экологической обстановки основывается на 
данных всех видов мониторинга (рис. 1.2), в том числе и на данных о 
состоянии здоровья населения, получаемых системой медикоэкологического мониторинга. По степени превышения реальных 
концентраций загрязняющих веществ норм ПДК судят о степени 
загрязнения окружающей среды. 

Рис. 1.2. Оптимальная программа режимных наблюдений за состоянием природной среды  
в зоне предполагаемого техногенного воздействия

В общем виде структурная схема мониторинга показана            
на рис. 1.3. 
 
Из этой схемы следует, что её основными частями являются 
блок контроля (система пунктов получения информации по              
Г. К. Бондарику) и блок управления (прогнозно-диагностический и 
управляющий центры), связанные между собой каналами передачи 
информации. 
 

 
Рис. 1.3. Структурная схема мониторинга  
(по В. К. Епишину, В. Т. Трофимову, 1985) 
 
Важными элементами структуры мониторинга являются: системы объектов мониторинга (почвы, воды, воздуха и др.); системы 
производственных работ, составляющих производственную базу 
мониторинга (виды работ, которые используются при организации и 
ведении мониторинга); системы научно-методических разработок 
(разработка всего комплекса методик, используемых при планировании, организации и функционировании мониторинга, при проведении производственных работ, при анализе и оценке результатов 
наблюдений, при прогнозировании и выдаче управляющих решений; 
системы технического обеспечения (аппаратура для наблюдений и 
сбора первичной информации, датчики, индикаторы, технические 
средства, автотранспорт, лабораторное оборудование, компьютеры и 
средства связи и коммуникаций и др.). 
 
1.2. Радиоэкологический мониторинг 
 
Важнейшими условиями развития атомной энергетики является 
повышение ее безопасности и минимизация воздействия радиации на 

человека и окружающую среду. Аварии на атомных станциях, 
предприятиях и военных объектах обострили внимание к обеспечению безопасности этих объектов, соблюдению технологических 
процессов, контролю за их работой и влиянием на окружающую 
среду. В соответствии с рекомендациями Международной комиссии 
по радиационной защите (МКРЗ) к объектам радиационного мониторинга отнесены: 
– потенциальные источники радиоактивного загрязнения (в 
первую очередь радиационно- или ядерно-опасные объекты); 
– окружающая среда (объекты окружающей среды, среда 
обитания человека, в том числе жилище, сельскохозяйственная и 
животноводческая продукция, пища, вода, воздух и т. д.); 
– сам человек (определение доз от внешнего и внутреннего 
облучения и расчет суммарных дозовых нагрузок). 
Анализ задач, решаемых при проведении радиационного 
контроля на АЭС и предприятиях ядерного топливного цикла (ЯТЦ), 
в том числе в хранилищах радиоактивных отходов (РАО), а также в 
научных центрах, позволил выделить общие основные виды 
радиационного контроля, характерные для этих объектов (табл. 1.1). 
Основная задача проведения радиационного контроля – ведение 
производственно-технологических процессов или решение научных 
задач в условиях контроля над источником ионизирующего 
излучения, обеспечение контроля радиационной обстановки и 
радиационной безопасности. В случае возникновения радиационной 
аварии (потери контроля над источником излучения) проводимые 
мероприятия 
и 
применяемые 
технические 
средства 
должны 
обеспечить локализацию места аварии, определение уровня аварии, 
прогноз радиационной обстановки и дать экспертные рекомендации 
по 
осуществлению 
действий, 
направленных 
на 
ликвидацию 
последствий аварии. Измерения, проводимые при радиационном 
контроле с помощью аппаратуры (систем, комплексов и отдельных 
приборов), направлены на информационное обеспечение текущего, 
оперативного и аварийного контроля. Как правило, текущий контроль 
осуществляют с помощью стационарной аппаратуры, оперативный 
контроль – с помощью переносной или носимой аппаратуры. 
На рис. 1.4 представлен, на примере АЭС, структурированный 
состав основных типов задач радиационных измерений.  

Объект измерений в данном случае структурирован на три 

основных компонента: «источник», «объект» и «окружающая среда». 

Под «источником» в данном случае подразумевается реакторная 
установка, «объект» включает в себя здания, сооружения и технологическое оборудование, непосредственно не входящее в реакторную установку и не относящееся к ней.  

Радиационный контроль окружающей среды включает в себя 

радиационные измерения на промплощадке, а также в санитарнозащитной зоне (СЗЗ) и зоне наблюдения (ЗН). Очевидно, что данная 
структуризация может быть применена практически к любому 
радиационно- или ядерно-опасному объекту. Причем для «источника» 
превалирующим 
является 
радиационно-технологический 

контроль – примерно 80…90 %, остальную часть составляет контроль 
радиационной обстановки для задач коллективной дозиметрии. 
Соотношения пропорций в объеме контроля «объекта» существенным 
образом меняются и примерно становятся равными, т. е. составляют 
радиационный дозиметрический контроль. 

Увеличение объема дозиметрического контроля связано с 

существенным возрастанием числа помещений и зон присутствия 
обслуживающего персонала. При радиационном контроле окружающей среды преимущественными являются задачи измерения 
присутствия радионуклидов в воздухе, воде, а также в различных 
пробах. 
Помимо этого в задачи радиоэкологического контроля включено 
обнаружение и предотвращение аппаратурными средствами несанкционированного перемещения радиоактивных и делящихся материалов. Таким образом, на основании многолетнего опыта эксплуатации 
радиационно-опасных объектов, в соответствии с НРБ-99/2009 и ряда 
других нормативных документов, в состав задач радиационноэкологического мониторинга вошли измерения радиоактивности: 
газовоздушных выбросов; воздуха окружающей среды; сбросных 
жидкостей; вод экосистемы; донных отложений; проб пищевых 
продуктов, воды, земли и пр.; поверхностного загрязнения; обнаружение несанкционированного перемещения радиоактивных и делящихся веществ. 
Основу приборов составляют высокочувствительные датчики, 
которые обеспечивают оперативное измерение радиационного фона, 
радиоактивности 
воздуха, 
воды 
в 
реках, 
озерах, 
системах 
водоснабжения, почвы, продуктов питания и т. д. Созданные 
датчики позволяют обнаружить появление радиации на ранних 
стадиях зарождения аварийной ситуации. 

Таблица 1.1 
Основные измерительные задачи, реализуемые на радиационно-  
и ядерно-опасных объектах 

Измерительные задачи 

Тип объекта 
 

Горнорудные
Ядернохимические

Изготовление 
ядерного 
топлива 
АЭС

Мощность дозы  
γ-излучения 
+ 
+ 
+ 
+ 

Плотность потока 
нейтронов 
+ 
+ 
+ 
+ 

Загрязненность 
α 
+ 
+ 
+ 
+ 

поверхности 
β 
 
+ 
 
+ 

Аэрозоли 
α-активные 
– 
+ 
+ 
 

β-активные 
 
+ 
+ 

Аэрозоли и пары  
йода-131 
– 
+ 
– 
+ 

Радиоактивные инертные 
газы 
– 
+ 
– 
+ 

Тритий 
+ 
+ 
 
 

Радиоактивные жидкости 
 
+ 
+ 
+ 

Радон и продукты распада 
+ 
+ 
 
 

Несанкционированное 
перемещение 
радиоактивных веществ  
и ЯДМ 

+ 
+ 
+ 
+ 

Идентификация 
радионуклидного состава 
контролируемой среды 
+ 
+ 
+ 
+ 

Рис. 1.4. Типовые измерительные задачи радиационного мониторинга АЭС 
 
Полученная с помощью отечественных приборов информация 
позволяет реально оценить радиационную обстановку на АЭС и в 
окружающей среде и принять адекватные действия по обеспечению 
безопасной эксплуатации АЭС и минимизации ее воздействия на 
окружающую среду. В настоящее время основной объем информации 
о состоянии радиационной обстановки на объекте и о его влиянии на 
окружающую среду централизованно собирается и обрабатывается 
автоматизированными системами контроля радиационной обстановки  
(АСКРО). АСКРО обеспечивает радиационный мониторинг АЭС и 
прилегающих территорий (в том числе населенных пунктов), газовых 
и 
аэрозольных 
радиоактивных 
выбросов, 
охлаждающей 
и 
технологической воды. Структурная схема системы представлена на 
рис. 1.5. Она состоит из двух подсистем: первая – позволяет получать 
информацию о радиоэкологическом состоянии окружающей среды. 
Это очень важный компонент, поскольку непосредственно связан с 
обеспечением безопасности населения. Основу этой подсистемы 
составляют стационарные посты, которые располагают на прилегающих к АЭС территориях и в населенных пунктах. Стационарные 
посты, помимо измерителей климатических параметров (температура,