Исследование динамики снежного водного эквивалента по радиационному фону

В данной работе проведены исследования пространственной и временной динамики водного эквивалента снега, рассчитанного с помощью измерения мощности дозы гамма-излучения на территории Томской области. Измерения производились с помощью двух типов детекторов- газоразрядный счетчик и сцинтиллятор. Для длительного мониторинга радиационной обстановки был разработан и установлен эталонный пункт. Пункт оборудован треногой с тремя детекторами (альфа, бэта, гамма) и удаленным доступом для оперативной обработки результатов.

Введение ………………………………………………………………………………………………. 12
1 Литературный обзор по снежному водному эквиваленту ………………………. 14
1.1 Снежный водный эквивалент …………………………………………………………. 14
2 Метод определение СВЭ в снежном покрове через измерение мощности дозы
гамма-излучения……………………………………………………………………………………. 22
2.1 Измерение гамма-фона приземной атмосферы ………………………………… 22
2.2 Метод определения СВЭ………………………………………………………………… 24
2.3 Заключение по главе ……………………………………………………………………… 26
3 Разработка и установка эталонного пункта …………………………………………… 27
3.1 Заключение по главе ……………………………………………………………………… 29
4 Исследование пространственной и временной динамики СВЭ ………………. 30
4.1 Заключение по главе ……………………………………………………………………… 40
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 42
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения …………………………………………………………………………….. 43
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………… 43
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений ……………………………… 43
5.1.3 SWOT-анализ …………………………………………………………………………… 45
5.2 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………… 47
5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования ……………………… 47
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения НИР ……………………………. 49
5.2.3 Разработка графика проведения научного исследования …………….. 50
5.2.4 Разработка графика проведения научного исследования …………….. 51
5.2.5 Бюджет научно-технического исследования ………………………………. 53
5.2.5.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 53
5.2.5.2 Расчет амортизации специального оборудования …………………….. 53
5.2.5.3 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………. 55
5.2.5.4 Отчисления во внебюджетные фонды …………………………………….. 57
5.2.5.5 Накладные расходы ……………………………………………………………….. 58
5.2.5.6 Формирование бюджеты затрат научно-технического исследования
……………………………………………………………………………………………………….. 58
5.2.6 Определение ресурсной эффективности исследования ……………….. 59
6. Социальная ответственность ………………………………………………………………. 63
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 64
6.1.1 Организационные мероприятия ………………………………………………… 64
6.1.2 Технические мероприятия ………………………………………………………… 64
6.2 Производственная безопасность …………………………………………………….. 67
6.2.1 Микроклимат …………………………………………………………………………… 68
6.2.2 Шум и вибрация ………………………………………………………………………. 69
6.2.3 Освещение ………………………………………………………………………………. 69
6.2.4 Электромагнитное поле ……………………………………………………………. 70
6.2.5 Ионизирующее излучение ………………………………………………………… 71
6.2.6 Психофизиологические факторы ………………………………………………. 71
6.2.7 Электробезопасность ……………………………………………………………….. 73
6.3 Экологическая безопасность ………………………………………………………….. 76
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………… 77
Заключение …………………………………………………………………………………………… 81
Список публикаций ……………………………………………………………………………….. 82
Список литературы ……………………………………………………………………………….. 83
Приложение А ………………………………………………………………………………………. 87
Приложение Б ……………………………………………………………………………………….. 96

Проведены исследования пространственной и временной динамики
изменения СВЭ с конца 2018г по июнь 2020 г. Анализ результатов показал
следующее:
– Мощность дозы естественного гамма-излучения экспоненциально
уменьшается с увеличением СВЭ.
– Временная динамика СВЭ на экспериментальной площадке ИМКЭС
СО РАН подтверждает зависимости, полученные на сельскохозяйственных
полях.
– Полученные экспериментальные значения СВЭ хорошо коррелируют
со значениями архива погоды рп5.ru.
– Значимым фактором в снижении γ-фона являются снежные осадки,
которые существенно влияют на форму годового хода и многолетний тренд.
– Всплески мощности дозы γ-фона обусловлены выпадением осадков в
виде снега.
– Результаты измерений с помощью ДРБП-03 имеют большую
погрешность.
– Результаты измерений с помощью БДКГ-03 коррелируют с данными
экспериментальной площадки ИМКЭС и эталонным пунктом.
– Разработан эталонный пункт для длительного мониторинга
радиационной обстановки и подтверждения метода. Это позволило
произвести проверку влияния городской среды на результат измерения СВЭ
по гама-фону. В условиях городской среды значение мощности гамма-
излучения выше на 11,7%, чем на разработанном эталонном пункте.
– В зимний период доза облучения населения, находящегося на
открытом воздухе в условиях Западной Сибири, снижается при толщине
снежного покрова 15 см на 19%, 45 см на 25%, 80 см на 35%, что является
актуальным с точки зрения радиобиологии.
Список публикаций

1. Лозовский, М. А. Оценка водного эквивалента снежного покрова по
гамма-фону приземной атмосферы [Электронный ресурс] / М. А. Лозовский,
В.С. Яковлева // XXVI Конференция Аэрозоли Сибири: сборник тезисов
докладов, 17-19 ноября 2019 г., г. Томск / ИМКЭС СО РАН [и др.]. — Томск:
Изд-во ИОА СО РАН, 2019. — [1 с.]. — Заглавие с экрана. — Свободный
доступ из сети Интернет.
Режим доступа: https://symp.iao.ru/files/symp/sa/26/AEROSOL_2019

1. Вариации компонент радиационного фона в сейсмически активном
и спокойном регионах / А.В. Вуколов, И.И. Ипполитов, В.Д.
Каратаев, П.М. Нагорский, С.В. Смирнов, П.П. Фирстов, В.С.
Яковлева // Известия ТПУ, 2012. – №1. – C. 184 – 190.
2. Вариации радиационного фона и климатических параметров в
северной части Азовского моря [Электронный ресурс] / И.Н.
Бекман, М.А. Хасков, В.И. Пасека, Л.Е. Панаркина, Г.Б. Рязанцев. –
Режимдоступа:
https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fprofbeckman.narod.
ru%2F ER4.pdf&name=ER4.pdf&lang=ru&c=56c1e011c6f0&page=8,
свободный.
3. [Электронныйресурс]–Режимдоступа:
https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fwww.iupr.ru%2Fdo
mains_data%2Ffiles%2Fzurnal_15%2FUglanova%2520V.Z.(sovremen
nye%2520nauki%2520i%2520obrazovanie).pdf&name=Uglanova%2V.
Z.(sovremennye%20nauki%20i%20obrazovanie).pdf&lang=ru&c=56c1
e116360e&page=4, свободный.
4. Cho, E., Jacobs, J. M., & Vuyovich, C. M.(2020). The value of long term
(40 years) airborne gamma radiation SWE record for evaluating three
observation based gridded SWE data sets by seasonal snow and land
cover classifications. Water Resources Research, 56, e2019WR025813,
doi: 10.1029/2019WR025813.
5. Dahl, J. B., &Odegaard, H. (1970). Areal measurements of water
equivalent of snow deposits by means of natural radioactivity in the
ground. Isotope Hydrology, 191-210.
6. Вариацииестественногогамма-фонавовремявыпадения
атмосферных осадков / Б.Б. Гвоздевский, Ю.В. Балабин, А.В.
Германенко, Э.В. Вашенюк, Л.И. Щур // Вестник Кольского
научного центра РАН, 2010. – №2. – С. 104 – 109.
7. [Электронныйресурс]–Режимдоступа:
https://www.ccin.ca/ccw/snow/past/swe, свободный.
8. Мишина Н.В., Черепнев М.С., Яковлева В.С. Моделирование
влияния физических параметров грунта на радиационный фон
приземной атмосферы // Физико-технические проблемы в науке,
промышленности и медицине: сборник тезисов докладов VII
Международной научно-практической конференции, г. Томск, 3-6
июня 2015 г. – Томск: НИ ТПУ, 2015. – 340 с.
9. [Электронныйресурс]–Режимдоступа:
https://www.researchgate.net/publication/309542518_Investigation_of_
Snow_Cover_Effects_and_Attenuation_Correction_of_Gamma_Ray_in
_Aerial_Radiation_Monitoring, свободный.
10. [Электронныйресурс]–Режимдоступа:
https://academic.oup.com/rpd/article-abstract/184/3-
4/510/5481919?redirectedFrom=fulltext, свободный.
11. В.С. Яковлева, В.Д. Каратаев, В.В. Зукау. Моделирование
атмосферных полей γ- и β-излучений, формирующихся почвенными
радионуклидами // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2011. № 1
(2). C. 65–74
12. [Электронныйресурс]–Режимдоступа:
https://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/null/?cid=nrcseprd131
4833, свободный.
13. [Электронныйресурс]–Режимдоступа:
http://www.radek.ru/product/Intellektualnye-bloki-detektirovaniya/31/,
свободный.
14. Беспалов В.И. Взаимодействие ионизирующих излучений с
веществом – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 369 с
15. Яковлева В.С. Методы и приборы контроля полей α-, β-, γ-
излучений и радона в системе «грунт-атмосфера»: диссертация на
соискание ученой степени доктора технических наук: спец. 05.11.13;
НациональныйисследовательскийТомскийполитехнический
университет. – Томск: 2013, С. 64
16. Loijens H.S. Measurements of snow water equivalent and soil moisture
by natural gamma radiation. // Proc. Can. Hydrol. Symp., 1975, Aug. 11-
14, Winnipeg. P. 43–50
17. [Электронныйресурс]–Режимдоступа:
https://www.eldoradoweather.com/current/misc/snow-to-water.html,
свободный.
18. Каратаев В.Д., Яковлева В.С., Эргашев Д.Э. Исследование
радиоактивности объектов окружающей среды на территории
Томской области // Изв. вузов. Физика. – 2000. – Т. 43. – № 4.– С.
105-109.
19. [Электронныйресурс]–Режимдоступа:
http://d33.infospace.ru/d33_conf/sb2014t3/301-309.pdf, свободный.
20. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Методы поиска новых идей и
решений «Методы менеджмента качества» №1 2003 г.
21. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Функционально-стоимостный анализ.
Экскурс в историю. «Методы менеджмента качества» №7 2002 г.
22. Основы функционально-стоимостного анализа: Учебное пособие /
Под ред. М.Г. Карпунина и Б.И. Майданчика. — М.: Энергия, 1980. —
175 с.
23. СкворцовЮ.В.Организационно-экономическиевопросыв
дипломном проектировании: Учебное пособие. – М.: Высшая
школа, 2006. – 399 с. 78
24. КукинП.П.Безопасностьтехнологическихпроцессови
производств: учеб. Пособие / П.П. Кукин, В.Л. Лапин – М., Высшая
школа, 1999 – С.318.
25. Об основах охраны труда в Российской Федерации: Федеральный
закон от 17 июля 1999 № 181 – ФЗ // Российская газ. – 1999 – 24.07.
– С.4.
26. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Санитарно-эпидемиологические правила
и нормативы «Гигиенические требования к ПЭВМ и организации
работы» [Текст]. – Взамен СанПиН 2.2.2.542-96; введ. 2003-06-30. –
М: Российская газета, 2003 – С.3.
27. ГОСТ 12.1.038-82. ССБТ. Электробезопасность [Текст]. – Введ.
1983-01- 07. – М.: Издательство стандартов, 1988 – С.2.
28. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений
[Текст]. – Взамен СНиП 2.01.02-85; введ. 1998-01-01. – М.: Госстрой
России, ГУП ЦПП, 1999 – С.6.
29. ГОСТ 12.0.003–74 ССБТ. Опасные и вредные производственные
факторы. Классификация.
30. ГОСТ 12.0.002–80. Система стандартов безопасности труда.
Термины и определения.
31. «Общие положения обеспечения безопасности радиационных
источников» (НП–038–11), утверждены приказом Федеральной
службы по экологическому, технологическому и атомному надзору
от 05.03.2011 г. № 104.