Определение содержания радона 222 в воздухе методом радиометрии аэрозольных частиц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.30, кандидат наук Масаев Мартин Батарбиевич

• Масаев Мартин Батарбиевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Масаев Мартин Батарбиевич

Введение

Глава 1. Атмосферный аэрозоль и радон-222

1.1. Аэрозоли

1.1.1. Общие характеристики аэрозольных частиц в атмосфере

1.1.2. Источники атмосферных аэрозолей

1.1.3. Размеры и объемная концентрация аэрозольных частиц в атмосфере

1.1.4. Время жизни и концентрация аэрозольных частиц

1.1.5. Изменение счетной концентрации аэрозольных частиц с высотой

1.1.6. Состав аэрозольных частиц в атмосфере

1.1.7. Распределение атмосферных аэрозольных частиц по размерам

1.1.8. Обводнение аэрозольных частиц в атмосфере

1.1.9. Пространственно-временная структура антропогенных аэрозолей

1.1.10. Определение дисперсного состава аэрозолей методом микроскопирования

1.1.11. Исследования дисперсного состава аэрозолей на Северном Кавказе

1.2. Радон-222

1.2.1. Эксхаляция и диффузия радона и его ДПР в атмосфере

1.2.2. Захват атмосферными аэрозолями ДПР радона-222

1.2.3. Ионизация атмосферы радоном-222 и его ДПР

1.2.4. Влияние заряженных ДПР радона на конденсационные процессы в атмосфере

1.2.5. Роль радона-222 и его ДПР в формировании приземного электродного слоя

1.2.6. Применение радона-222 и продуктов его распада для изучения атмосферных явлений

1.3. Методы измерения концентрации радона

1.3.1. Метод электроосаждения

1.3.2. Ионизационный метод (Метод ВИИИК)

1.3.3. Фотоэмульсионный метод

Выводы к главе

Глава 2. Метод гамма - радиометрии аэрозольных частиц

2.1. Экспериментальная установка и проведение измерений

2.1.1. Радиоспектрометрический аэрозольный фильтр АФА-РСП-20

2.1.2. Экспериментальная установка на базе гамма-спектрометра СЭГ-10

2.1.3. Определение концентрации аэрозолей в исследуемом воздухе

2.1.4. Оценка эффективности захвата ионов ДПР аэрозолями

2.1.5.Определение эффективности захвата аэрозолей фильтром в

зависимости от влажности

2.1.6. Определение доли аэрозолей теряемых за счет оседания на поверхностях

2.2. Уравнения для равновесных концентраций радона и его ДПР в воздухе

2.3. Определение количества ДПР радона на аэрозольном фильтре

2.4. Определение Р-активности аэрозольных частиц с ДПР радона на фильтре с помощью пропорционального детектора СРПО

2.5. Сравнение эксперимента и расчета, определение концентрации

радона

2.6. Определение содержания радона-222 в зависимости от скорости его поступления

2.7. Определение систематической погрешности метода

Выводы к главе

Глава 3. Мониторинг радона в воздухе методом у-радиометрии аэрозольных частиц

3.1. Модификация метода у-радиометрии аэрозольных частиц для мониторинга радона

3.2. Определение равновесных концентраций радона и его ДПР в режиме непрерывной прокачки воздуха

3.3. Экспериментальная установка и проведение измерений

3.4. Мониторинг концентрации радона методом а-радиометрии аэрозольных

частиц с помощью ячейки Лукаса

Выводы к главе

Глава 4. Модифицированный фотоэмульсионный метод определения

концентрации радона-222 в воздухе

4.1. Определение концентрации радона-222 методом диффузионного осаждения ДПР

4.2. Характеристики и состав ядерные фотоэмульсий

4.3. Идентификация следов частиц в фотоэмульсии

4.4. Фотоэмфульсии для регистрации а- частиц радона и его ДПР

4.5. Экспериментальная установка и проведение измерений

Выводы к главе

Заключение

Список литературы

Введение

Актуальность темы. Атмосферный аэрозоль, радон-222 и продукты его распада являются постоянными взаимодействующими компонентами атмосферного воздуха. Распределение этих элементов в атмосфере тесно связано с метеорологическими процессами, поэтому изучение распределения радона и продуктов его распада на аэрозольных частицах позволяет получать информацию для исследования динамических процессов, происходящих в воздушной оболочке Земли. Так радон-222 издавна используют в качестве трассера траекторий воздушных масс в вертикальном и горизонтальном направлении. При этом, продукты распада радона и его изотопа торона применяют для получения глобальной химической модели переноса. Продукты распада, захватываемые атмосферными аэрозолями, так же являются индикаторами процессов осаждения при изучении дождевых и снежных осадков. Исследование радиоактивных веществ и аэрозолей в атмосфере представляет большой интерес не только для науки, но и для разных отраслей промышленности добывающих и перерабатывающих минеральное сырье, а также тепловой энергетики и металлургии. Однако имеющиеся на данный период сведения о концентрациях различных радиоактивных изотопов и аэрозолей в атмосфере совершенно недостаточны. Решение ряда важных задач в области геофизики, экологии и низкофоновой физики [1,2,3,6], требует определения концентрации радона в воздухе и скорости его поступления из скальных пород, грунта, почвы. Природный радон-222 и короткоживущие продукты его распада, захватываемые аэрозолями, дают основной вклад в ионизацию приземного слоя атмосферы и формирование электродного слоя. Ионизация определяет электрические свойства тропосферы, влияет на ее электропроводность. Ионизация в некотором приближении также влияет на грозовую деятельность, на процессы образования ядер конденсации и роста облачных капель и, следовательно, на образование аэрозольных частиц, развитие облачных систем.

Повышенный приток радона рассматривается как краткосрочный предвестник сейсмической активности [12,14], сопровождаемый метеорологическим эффектом. При локальном увеличении притока радона и его продуктов распада в приземный слой атмосферы, в результате ионизации воздуха, возникают центры конденсации, увеличивается проводимость воздуха, приводя к локальному уменьшению напряженности атмосферного электрического поля [8,9,10,13] и образованию тумана.

Радон и его дочерние продукты распада (ДПР) на аэрозолях являются основными источниками фона в низкофоновых исследованиях [4,5,15]. Для устранения этих источников обычно используют продувку внутренних полостей низкофоновой защиты парами азота, либо ее полную герметизацию. Эти методы, однако, не дают стопроцентной гарантии защиты.

Непосредственное измерение потока а- частиц, образующихся в цепочке

222-г»

распада Кд, представляет основу метода определения концентрации радона с применением поверхностно-барьерных полупроводниковых детекторов и импульсных ионизационных камер [15,16].

В настоящее время считается, что методы с использованием в- и у-спектрометрии дочерних продуктов распада радона (ДПР) не являются количественными, так как основаны на не прямых измерениях и подвержены сильному влиянию систематических ошибок. В результате распада радона дочерние ядра 218Po, 214?Ь, 214Ш, и 214Po оказываются на различных конденсационных и диспергационных аэрозолях, далее они должны быть собраны на фильтре, а затем измерены с высокой эффективностью. На каждом из этих этапов необходимо учесть влияние систематических ошибок. В данной работе рассматривается возможность количественного определения концентрации радона и скорости его поступления, основанная на изучении гамма спектров аэрозольных частиц с продуктами распада радона 222Яд [17].

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение содержания радона 222 в воздухе методом радиометрии аэрозольных частиц»

Цель работы:

Настоящая работа направлена на развитие экспериментальных методов количественного определения концентрации, скорости поступления и

мониторинга радона, основанных на изучении гамма спектров аэрозольных

222

частиц с продуктами распада радона ( Ял). С этой целью в диссертации были поставлены следующие задачи:

-собрать экспериментальную установку и разработать методику оптимального накопления аэрозольных частиц с дочерними продуктами распада (ДПР) радона на радиоспектрометрическом аналитическом аэрозольном фильтре из перхлорвинила (АФА РСП-20) с учетом влажности воздуха.

-разработать методику измерения гамма спектров аэрозольных частиц с продуктами распада радона с применением большого кристалла №1(Т1) 20х20 см2 и 4-п геометрии.

222

-определить концентрацию Яп в воздухе методом гамма-радиометрии аэрозольных частиц на фильтре.

-разработать экспериментальную установку и модифицировать методику накопления аэрозольных частиц с ДПР радона на фильтре для задач длительного мониторинга радона.

-апробировать метод гамма-радиометрии аэрозольных частиц для мониторинга концентрации радона.

222

-определить закономерности суточного хода концентрации Кд в воздухе. -провести независимую калибровку метода гамма-радиометрии аэрозольных частиц средствами в- и а-радиометрии с помощью пропорционального счетчика и ядерной эмульсии. Научная новизна полученных результатов:

Впервые с помощью радиоспектрометрического аэрозольного фильтра,

л

большого кристалла №1(Т1) 20х20 см , 4-п геометрии методом гамма спектрометрии аэрозольных частиц с ДПР радона решена задача количественного определения содержания радона в воздухе с контролируемой точностью на уровне 15-20%.

Изучены вопросы, связанные с диффузией ДПР радона до их захвата и накоплением аэрозольных частиц с ДПР на фильтре с учетом влажности и обводнения.

В рамках метода гамма-радиометрии аэрозольных частиц разработана и апробирована экспериментальная установка для мониторинга радона в воздухе.

Проведена калибровка метода радиометрии аэрозольных частиц с помощью двух независимых методов, связанных с измерением в-активности ДПР радона с использованием модифицированного пропорционального счетчика и прямым подсчетом треков а-частиц при диффузионном осаждении ДПР радона полония-218 на ядерной эмульсии.

Практическая ценность полученных результатов

Результаты работы значительно расширяют возможности сравнительно быстрого количественного анализа содержания радона в воздухе без привлечения дорогих, требующих особых лабораторных условий методов.

Условия повышенной влажности и высокой концентрации аэрозолей резко ухудшающие эффективность применяемых в настоящее время количественных методов, (требующих высокой степени очистки и осушки воздуха), наоборот повышают эффективность метода гамма радиометрии аэрозольных частиц.

2 3

Наличие в атмосферном воздухе аэрозолей с концентрацией не менее 10 см-является необходимым условием функциональности метода гамма-радиометрии аэрозольных частиц на фильтре.

Разработанная и апробированная в рамках метода гамма-радиометрии аэрозольных частиц экспериментальная установка для мониторинга радона в воздухе позволяет измерять кратковременные, по сравнению с периодом полураспада (3.824 суток), вариации концентрации радона.

Представленный в работе метод также позволяет, на основе использования данных гамма радиометрии аэрозольных частиц с ДПР радона определять количественно концентрацию самих аэрозолей и контролировать степень обводнения ядер конденсации.

Экспериментальные установки могут быть использованы в учебном процессе в качестве лабораторных работ по радиометрии радона и его ДПР.

Основные положения, выносимые на защиту:

1). Метод количественного определения содержания радона в воздухе основанный на гамма-радиометрии аэрозольных частиц с ДПР 222Кд с помощью

Л

радиоспектрометрического фильтра, большого20х20 см кристалла №1(Т1) и 4-п геометрии.

2). Установка для мониторинга содержания радона в воздухе методом гамма-радиометрии аэрозольных частиц с ДПР 222Кд в непрерывном режиме.

3). Экспериментальная временная зависимость суточного хода концентрации

222

Кд в воздухе.

4).Результаты измерения эффективности сбора ионов ДПР радона с учетом концентрации и седиментации аэрозольных частиц в зависимости от влажности воздуха.

5).Предложение по использованию эффекта обводнения аэрозольных частиц

222

с ДПР Яд, улучшающего эффективность их сбора на фильтре, для контроля точности метода.

6). Методика калибровки метода гамма -радиометрии аэрозольных частиц с помощью ядерных эмульсий.

7). Экспериментальная временная зависимость [ - активности аэрозольных частиц с ДПР 222Кд, полученная с помощью модифицированного пропорционального аргонового счетчика с 2% ксеноновой добавкой.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях различных уровней: на БМШ ЭТФ-2006,

14-й Международной Школы «Частицы и Космология» Москва 2008г, Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов «Перспектива-2006» (п. Эльбрус), на международно-практических семинарах «Экологические проблемы современности » г. Майкоп 2009 г. и «Прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий» г. Майкоп 2011г..

Публикации. По теме диссертации опубликовано пятнадцать работ, в том числе четыре статьи в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК,

5 докладов на российских и международных научных конференциях,4 учебно -методические пособия. В диссертации представлены также результаты работ, выполненных в рамках гранта РФФИ « № 08-02-01130-а ».

Личный вклад автора. Автором лично разработаны экспериментальные установки и методики измерений, выполнен монтаж установок, проведены все спектрометрические измерения аэрозольных частиц на фильтрах. Постановка задач исследований и обсуждение их результатов осуществлялись совместно с научным руководителем. Полученные экспериментальные данные собраны и обработаны лично автором под руководством профессора Хоконова А.Х.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованной литературы. Объем работы составляет 139 страниц, в том числе 45 рисунков и 18 таблиц. Список цитированной литературы включает 121 наименование.

Глава 1. Атмосферный аэрозоль и радон-222 1.1. Аэрозоли

Роль атмосферных аэрозолей в атмосферных процессах весьма разнообразна [18]. С одной стороны атмосферные аэрозоли загрязняют атмосферу, с другой - способствуют ее очистке от малых газовых примесей. Атмосферный аэрозоль является важным звеном в цепи круговорота элементов в системе Земля - атмосфера, влияет на радиационный баланс атмосферы и климат. Но самым важным свойством является способность аэрозольных частиц служить ядрами конденсации и льдообразования при формировании облаков. Именно благодаря этому их свойству влажность в атмосфере не превышает значения, соответствующего насыщению над водой, более чем на 1-2% [18]. Характеристики атмосферных аэрозолей, определяющие конденсационную и льдообразующую активность аэрозольных частиц, представляют традиционный интерес с точки зрения физики облаков. При этом одним из важных факторов, позволяющих атмосферным аэрозолям влиять на формирование облаков, является активное участие аэрозольных частиц в механизме ионизации атмосферы через захват дочерних продуктов распада (ДПР) радона-222, одного из основных ионизаторов тропосферы.

1.1.1. Общие характеристики аэрозольных частиц в атмосфере

Атмосферные аэрозольные частицы различаются как по химическому составу, так и по размерам [18]. Многообразие их физико-химических свойств, способы наблюдения и измерений, происхождение, распределение в пространстве и по размерам отражено в работах [19,20,21,22,23]. Рисунок 1 дает представление о характерных значениях ряда параметров атмосферных аэрозольных частиц.

РадиусАЧ, см_ю^_зо^_^о"6_го^_ю^4__ю2_ю'1

В физике АА и атмосферной химии В физике облаков В атмосферном электричестве В оптике Ядра конденсации (ядра Айткена} -1 МИШ Большие АЧ ! У МП Гигантские А-1 ' 1 1 1 ! И 11| 1 ГТЩП Сверхгигантские АЧ

по Уитби Легкие ионы Фракция Фракция наког зарождающихся АЧ ^ия массы АЧ Гоубс я Фракция Л1

Облачные ядра кои денсации 116 капли Капли морос О - о о ск -о СО

Тяжелые 0НЫ Свер И тяжелые ио, Облачн Капли

1Ы н и е ближнее ИК дал >нее ИК

рентг( новское И з УФ луче Видимое

Механизм зарождения и стока АЧ Диапазон размеров определяющих интеграль .ные параметры АА -1- образование и з газа еханическоед кпергирован1 е

М

1 1 1 Коагуляция , Влажное удаление Сух оеудаление

, Концентр 1 Поверхность ацияАА АА , , Объем и мс сса АА

" Ч' 1

Установившаяся скорость падения, см/с Ке Броуновская скорость, см/с 10~6 2 3 5 7 10'52 5 10'4 2 5 10'32 5 10'22 5 10^2 5 10°2 5 Ю1 2 5 Ю21 3 5 7103

1С'10 2 5 10-9 2 5 10'? 3 10~7' 10'5 10~3 ю'1 10° Ю1 10 2 103

10° 5 2 10 1 5 2 10 2 5 2 10'3 7 5 3 2 20"4 / 5 ,3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 к 3 15- г | !• ( а г

1 » * 11 1 1 1 ! ■ 1 я м! 1 I г 1 а ; 1 )1 1 ) !!(М!1' 5 • Г <1 ! гг 11 ! « ■ = ' * 1 1 1 , 'г 1 » 1 ■ г я И

Радиус АЧ, см ю'8 ю 7 ю'6 ю'5

Рисунок 1. Диапазоны характерных значений ряда физических параметров аэрозольных частиц [18].

Аэрозоли - явление природы, во многом определяющее условия жизни на Земле. Это смесь твердых или жидких частиц различных веществ размером от 0,1мм до 0,01мкм, взвешенных в воздухе. Даже самый чистый воздух на планете содержит не менее 100 частиц аэрозолей в одном кубическом сантиметре.

8 3

Массовая концентрация аэрозолей может быть очень различной: от 10- мг/м до 100г/м . Распределение массовой концентрации по размерам частиц аэрозолей зависит от источника их образования [24] и также может быть очень различным, однако среднее распределение по всей атмосфере имеет характерный двугорбый вид [25], достигая максимума при размере частиц аэрозолей при величине 0,1 и 10 микрометров.

'Л

Р

0,01 0,1 1,0 10 100

ДИАМЕТР ЧАСТИЦ, МКМ

Рисунок 2. Среднее распределение размеров аэрозольных частиц в атмосфере [24].

На рисунке 2 приведена кривая массового распределения аэрозольных частиц по размерам, характерная для всего земного шара (по Роберту У. Шоу) [25].

1.1.2. Источники атмосферных аэрозолей

Атмосферный аэрозоль образуется из разнообразных источников[18]. Газохимические превращения приводят к конденсации газовой фазы в атмосфере и появлению капелек сульфатных аэрозолей из растворов серной кислоты, а также аммониевых солей и других нитратов. Размер таких капелек ё < 0.5 мкм, содержание растворимых веществ в единице объема воздуха - порядка единиц

3 3

мкг/м , а в промышленных районах - до десятков мкг/м . Другим источником

служит Мировой океан, примерно 0.3% поверхности которого покрыта

18 20

пузырьками пены. Ежесекундно в такой пене лопаются 1018 - 1020 пузырьков, что

о

приводит к выбрасыванию в атмосферу около 5 10 т/год аэрозольных частиц.

Радиус морских аэрозольных частиц составляет от 10-1 до 1мкм и более, а

2 1

концентрация их в нижнем 2-3км слое тропосферы - порядка 10 л- .

8 1 Выветривание почвы дает (1-5)108т/год частиц радиусом порядка 10- мкм. В

п

атмосфере много органических веществ - около 10 т, что соответствует порядка

о

2 108т/год, 75% массы органических веществ доставляют в атмосферу

газохимические превращения, 25% - поступления готовых частиц с поверхности океанов и континентов. Массовая их концентрация в воздухе около 2мкг/м3 над

3 2

промышленными районами. Размер частиц ё имеют порядок от 10- до 10 мкм; в основном (более 80% ) ё <1 мкм. Сведения о мощности различных источников и характерный размер генерируемых ими частиц представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Интенсивность природных источников аэрозолей в атмосфере [18]

Природные источники аэрозольных частиц Мощность о источника 10 т/г Характерные размеры мкм

Морская соль Минеральные частицы почв и горных пород Продукты лесных и болотных пожаров Частицы вулканического происхождения Продукты газохимических превращений Сульфаты Соли аммония Нитраты Углеводороды от растительного покрова Всего от природных источников 5 1-5 0.03-1.5 0.2-1.5 3.5-11 1.3-2 0.0-2.7 1.6-1.3 0.7-2.0 7-20 0.1-1 0.5 10-3-0.1 0.1-10

Таблица 2. Интенсивность антропогенных источников аэрозолей [18]

Антропогенные источники аэрозольных частиц Мощность о источника 10 т/г Характерные размеры мкм

Непосредственно выбрасываемый аэрозоль Образующиеся из газов: Сульфаты Нитраты Углеводороды Всего от антропогенных источников Частицы внеземного происхождения Всего в атмосфере Всего органического аэрозоля 0.1-0.9 1.3-2.0 0.3-04 0.1-0.9 1.8-4.2 0.005-0.5 9-30 3.0 10-3- 1

1.1.3. Размеры и объемная концентрация аэрозольных частиц в атмосфере

п

Размеры частиц в атмосфере колеблются в пределах от 5 10- до 0.1 см. Концентрация аэрозолей, время их жизни, способы наблюдения и измерения различны для разных диапазонов их размеров. В нижней тропосфере объемная концентрация аэрозольных частиц, т.е. относительная доля занимаемого ими

объема воздуха колеблется в пределах 10-12-10-10, что соответствует колебаниям

2 3

массовой концентрации от 1 до 10 мкг/м . На высоте более 5 км объемная концентрация аэрозольных частиц с высотой уменьшается и на высоте 10 км

13

составляет 10- . Колебания массовой концентрации при этом резко убывают. Во время пыльных бурь в пустынях массовая концентрация аэрозольных частиц

3 4 3

может достичь 10 и даже 10 мкг/м . В стратосфере она может составлять около 1

-5

мкг/м . Аэрозоль находится здесь в виде капель концентрированного раствора серной кислоты. Из приведенной для сравнения таблицы 3 [18] следует, что массовая концентрация частиц значительно ниже массовой концентрации малых газовых примесей.

Таблица. 3. Массовой концентрации малых газовых примесей, H2O и в тропосфере

газ H2O Ш2 SO2 NHз Oз

мкг/ м3 104- 107 6105 20 10 50

Согласно [22] 25% массовой концентрации аэрозолей приходится на

-5

органические вещества. Над морскими акваториями она составляет 2 мкг/м , в континентальных районах 5 мкг/м3. Массовая концентрация сульфатов, содержащихся в аэрозолях над промышленными городами, колеблется от 5 до 50

3 3

мкг/м [18]. В целом в нижнем тропосферном слое в среднем т = 4 мкг/м

1.1.4. Время жизни и концентрация аэрозольных частиц

Время жизни аэрозольных частиц в атмосфере т определяют обычно как среднее время нахождения частиц в атмосфере. Оно зависит как от размеров частиц, так и от высоты их нахождения в атмосфере и от метеорологических условий (конвекции, турбулентности, наличия облаков и осадков). Например, в Арктике, где количество осадков невелико и турбулентность развита слабо, т во много раз (примерно на порядок) больше, чем в умеренных широтах [18].

Наиболее велико время жизни частиц от 0.1 до 10 мкм. На их долю приходится основная масса аэрозолей в атмосфере. Более крупные частицы быстрее падают на Землю за счет седиментации и лучше вымываются осадками. Более мелкие частицы сравнительно быстро укрупняются коагуляцией. Представление о зависимости времени жизни от высоты дает таблица 4.

Таблица.4. Время жизни аэрозольных частиц в разных слоях атмосферы

Слой Время жизни, т

Н< 1.5 км 0.5 - 2 сут

Нижняя тропосфера 2 сут -1 неделя

Средняя и верхняя тропосфера 1-2 недели

Тропопауза 3-4 недели

Нижняя стратосфера 1-2 мес

Верхняя стратосфера 1-2 год

Нижняя Мезосфера 4-20 лет

В среднем концентрация N айткеновских ядер (см. рисунок 1) вблизи земной поверхности колеблется от 104 см-3 над сельской местностью до 105 см-3 над крупными городами. Минимальные и максимальные значения могут быть на порядок меньше или больше указанных значений. Над крупными городами

5 3

концентрация айткеновских ядер обычно заключена в пределах ( 1± 0.5) ■ 10 см-1.1.5. Изменение счетной концентрации аэрозольных частиц с высотой

В среднем в нижнем слое атмосферы толщиной 2-3 км концентрация аэрозольных частиц и соответственно облачных ядер конденсации экспоненциально убывает с высотой. Она уменьшается примерно на порядок с подъемом на 2-3 км. На высоте 3-5 км скорость убывания счетной концентрации облачных ядер конденсации резко замедляется, в верхней тропосфере она в среднем практически не меняется. В каждом отдельном случае в зависимости от погоды (турбулентности, температурной стратификации, изменения ветра с высотой) могут наблюдаться отдельные слои с повышенной в несколько раз концентрацией аэрозольных частиц. Иногда возможно увеличение концентрации

на один два порядка. В среднем за большой отрезок времени слоистость распределения концентрации аэрозольных частиц по высоте не проявляется; следовательно, высота слоёв меняется от случая к случаю. Наличие же в каждом отдельном случае слоев с повышенной концентрацией аэрозольных частиц является типичным явлением, что следует учитывать при построении аэрозольных и оптических моделей атмосферы. В среднем по данным [20] в слое 0-6 км

= N 0е" 2А0 С1)

Средние значения 70, полученные в [20], даны в таблице 5. В конкретных случаях распределение N(7), может быть не столь гладким. Так, вблизи облачных границ концентрация аэрозолей может убывать в два и более раз.

Таблица 5. Средние значения 70 (км)

сезон Высота, км

от 0 до 2-3 от 3-4 до 6

Зима 0.67 1.00

Весна 1.04 1.11

Лето 1.34 1.43

Осень 0.91 1.10

Среднее за год 0.99 1.16

1.1.6. Состав аэрозольных частиц в атмосфере

К основным элементам в составе почвенно-эрозионного аэрозоля относятся кремний и кальций. Важной составной частью морских аэрозолей является их солевая компонента. Значительную долю атмосферных аэрозолей составляют аэрозоли газохимического происхождения. В задачах физики облаков важно знать, какую долю аэрозольных частиц составляет растворимая компонента [18].

К легко растворимым компонентам атмосферного аэрозоля относятся [22] соединения К2С03, М§^03), №^04, ЫС1, СаС12, М§С2, N^N0^ Частицы этих соединений, могут превращаться в капли водных растворов при относительной

влажности менее 60%. Суммарная массовая концентрация таких компонентов в тропосферных аэрозольных частицах не превосходит 15%. Другие растворимые компоненты ((NH4)2SÜ4 , Na2SÜ4, MgSÜ4, NaNOs, KNO3, NaCl, KCl, NH4CI ), составляющие основную долю тропосферного аэрозоля субмикронной фракции, образуют водные растворы при влажности более 74%. Основным при этом является сульфатный аэрозоль, состоящая преимущественно из сернокислого аммония (NH4)2SO4. Частицы сернокислого аммония образуют растворы при влажности >80%.

В таблице 6 представлены данные о характерной полной массовой концентрации аэрозольных частиц в разных условиях и вкладе в нее различных составляющих.

-5

Таблица 6. Массовая концентрация аэрозоля (мкг/м )

Район В Морской Полярный Страто-

промышлен глубине воздух над район сфера

ного города континен Атлантикой

тов

1 2 3

В целом 100 130 9 13 3.3 1.3

растворимые 60 70 6 12 2.9 1.3

нерастворимые 40 60 3 1 0.4 0

Масса 4 2 0.14 0

органической

части 56

Таблица 6 дает ясное представление о типичной массовой концентрации аэрозольных частиц в различных регионах при разных условиях. По данным, приводимым в работе [18], массовая концентрации сажевых частиц может

-5

составлять от одного до нескольких мкг/м . О счетной концентрации аэрозольных частиц можно судить по данным из [26], согласно которым в районах некоторых европейских равнин концентрация сульфатных частиц радиусом 0.02 < г < 0.5 мкм

Л Л Л

колебалась от 50 до 5.5 10 см- , а не сульфатных - от 100 до 900 см- .

Состав атмосферных аэрозольных частиц, подразделяемый на четыре типа по классификации Лактионова [27], представлен в таблицах 7 и 8.

Таблица 7. Ионный состав осадков, образовавшийся на аэрозолях разного типа [27]

Тип аэрозоля Концентрация ионов , мг/л

Н+ К+ Са++ Мв++ С1--

I 6 10-6 104 380 - 400 1270 1.9 104

II 7.2- 10-2 0.086 0.081 0.41 0.24 0.035 0.296

III 1.2- 10-2 0.20 0.18 0.71 0.71 0.21 1.45

IV 2- 10-3 1.7 0.8 1.3 2.2 1.8 2.5

Таблица 8. Свойства аэрозолей разного типа [27]

Тип аэрозоля Концентрация ионов мг/л т, мг/л М, г/моль -5 г/см рН примечание

N03" Б04-- -- ^Оз--

I -- 2.65 140 3.38104 31.5 2.26 8.2 Океан

II 2.5 3.66 0 7.38 38.1 2.16 4.1 Город

III 1.41 1.72 0.93 7.53 40.1 2.0 4.9 Село

IV 1.8 10.5 7.7 30.3 47.9 2.07 5.7 Юго-запад

СССР

Значение плотности р для аэрозоля I типа (океанической воды) равна 2.26

-5 -5

г/см ; для аэрозолей II, III, IV типов р = 2 . О 6 + 0 . 1 2 г/см . Между средней молярной массой аэрозольных частиц М (г/моль) и водородным показателем рН существует высокая коррелятивная связь, выражаемая соотношением:

М = 6 . 1 р Н + 1 0 . 8 (2)

1.1.7. Распределение атмосферных аэрозольных частиц по размерам

При рассмотрении размеров аэрозольных частиц имеется в виду какой-либо линейный параметр частицы типа радиуса (диаметра) Стокса или эквивалентного равновеликого радиуса (диаметра) сферической частицы [18]. Учитывая, что твердые аэрозольные частицы, вообще говоря, не являются сферическими, их разные линейные размеры различаются. Однако все эти различия практически не

превышают 10-20%. Если п(г) -плотность распределения частиц по размерам т.е. п(г)й г число аэрозольных частиц в 1см3, радиус которых заключен в пределах от г д о г + йг, то концентрация частиц, радиус которых больше г есть:

(3)

р ии

Л(х) = I п(г) йг

./г

отсюда п(г) = — й Л/ й х. Учитывая что радиусы аэрозольных частиц колеблются в широком диапазоне, охватывающем много порядков, часто оперируют логарифмической плотностью распределения п *(г) т.е концентрацией аэрозольных частиц, приходящейся на единичный логарифмический интервал изменения радиуса:

йЛ (4)

п *(г) = ——— = гп(г) 1 ее а^г

Очевидно, что:

(5)

Л(х) = I п(г)йг = I п*(г)йг^г

На рисунке 3 приведены характерные плотности распределения аэрозольных частиц по линейным размерам [28]. В диапазоне г от 0.1 мкм до 10 мкм средние спектры размеров аэрозольных частиц ( ) обычно хорошо описывается степенным законом Юнге:

п *(0 = п Чг0)(г:) (5)

В среднем ( ) . Если рассматривать весь диапазон аэрозольных частиц, то спектр их размеров ( ) удается описать суммой трех логарифмически нормальных распределений:

К)]

п*(г)=1 , ¿72Гхр1—¿ет } (6)

Каждый из трех членов в правой части выражения (6) ( / =1, 2, 3) по существу определяют спектр размеров аэрозольных частиц в соответствующей

подобласти размеров, характерной для различных механизмов их формирования. Так, в области самых мелких частиц I = 1 спектр размеров формируется процессами нуклеации частиц из газовой фракции. Образующаяся при этом фракция наиболее мелких высокодисперсных аэрозолей называется фракцией зарождения. Распределение размеров более крупных частиц I = 2 определяется механизмами роста частиц, т. е. их укрупнения. Само укрупнение происходит здесь в основном за счет броуновской коагуляции, обводнения и конденсационного роста частиц.

Рисунок 3. Плотность распределения концентрации аэрозольных частиц по логарифму размеров: 1-городской, 2-индустриальный, 3-фоновый, 4-удаленный континентальный, 5- пылевые бури пустынь, 6-полярный, 7-стратосферный.

Именно в этой области размеров молекулы газовой фазе конденсируются на аэрозольных частицах, в результате чего происходит накопление общей массы

аэрозольных частиц. Соответствующий участок спектра размеров аэрозольных частиц называется фракцией накопления. Самые крупные аэрозольные частицы I = 3 образуют подобласть грубых аэрозолей. Механизмы происхождения этой фракции совершенно другие. Это в основном частицы морской соли и биогенные частицы — споры и пыльца. Принято считать, что к фракции зарождения

-5

относятся частицы радиусом 10- - 0.1 мкм, к фракции накопления — частицы радиусом 0.1—1 мкм и к грубодисперсной фракции — частицы радиусом более 1 мкм.

В работе [58] приводятся результаты измерения различных параметров распределения аэрозольных частиц по логарифму размеров. В таблице 9

-5

представлены значения концентрации частиц п (см- ).

Таблица 9. Значение п, см-3 распределения аэрозольных частиц по логарифму размеров [58]

Радиус, мкм 0.01 0.010- 0.032- 0.10- 0.32- 1.0- 3.2 общее

0.032 0.10 0.32 1.0 3.2

3 значения п, 1см

Континентальные 1600 6800 5800 940 29 0.94 0.029 15169

морские 3 83 195 14 2 0.47 0.029 297

стратосферные 0.08 3.4 1.7 0.19 0.019 0.001 - 5.3

В ряде случаев для описания эмпирических данных о спектре размеров аэрозольных частиц в атмосфере успешно используется модифицированное гамма-распределение:

п(г) = А гае хр

а/г у - У \гг)

п

0 < г < оо

(7)

Где у и гс - параметры, а а может принимать целочисленные значения от 1

до 10.

1.1.8. Обводнение аэрозольных частиц в атмосфере

Аэрозольные частицы в атмосфере хотя бы частично состоят из растворимых в воде веществ. Доля растворимых (гигроскопических) веществ в общей массе частиц обычно велика. Очень мелкие частицы (г <0,1 мкм), как правило, полностью растворимы. Более крупные могут быть как нерастворимыми, так и растворимыми частично или полностью. Являются ли в основном частицы смешанными или некоторые частицы полностью растворимы, а другие— нерастворимы, вообще говоря, строго не установлено. Имеются косвенные доказательства, заставляющие с большей вероятностью склоняться к гипотезе смешанных частиц. Во влажной атмосфере с относительной влажностью f частицы, имеющие гигроскопическую фракцию, обводняются и размеры их с ростом f увеличиваются.

Теоретически связь равновесного радиуса капли раствора г при г > г0), где г0 радиус сухого ядра, с относительной влажностью f описывается известным соотношением [29]:

1—/ = —+ (8)

где

(9)

Л = —. 3-1 0 - 5/г ()

при Т= 273.15 К А=1.2 10-3 мкм; гэ — эффективный радиус аэрозольных частиц; индекс ©указывает параметры, относящиеся к воде. При / = 1 (влажность 100 %)

_ _ Лэ?\1/2 г = г1 = (Т) (10)

При малой влажности, когда нельзя считать, что , в правой части

данного выражения член ( ) следует заменить выражением ( )

Нередко для связи равновесного радиуса частицы с влажностью f с радиусом сухой частицы г0 пользуются эмпирическим соотношением:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Масаев Мартин Батарбиевич, 2013 год

Список литературы

1. Уткин В.И., Юрков. Динамика выделения радона из массива горных пород как краткосрочный предвестник землетрясения. Докл. РАН. 1998. Т. 358(5). - С. 675-680.

2. Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Штаудт А. Неускорительная физика элементарных частиц: Пер. с нем. В.А. Беднякова. - М.: Наука Физматлит, 1997. -528.с. - ISBN 5-02-015092-4

3. Бекман И. Н., Хасков М.А., Пасека В.И., Панаркина Л. Е., Рязанцев Г.Б. Вариации радиационного поля в северной части Азовского моря. // Вестник МГУ, серия 2: химия, т.44 №2 (2003), -С. 140-148

4. V.V Kuzminov and I.O. Nevinsky. Rn-222 in Air and Water. Institute for Nuclear Research of The USSR Academy of Sciences Moscow 117 312, 60th October Prospect 7a, USSR.

5. Pomansky A. A.,Severny S. A.,Trifonov E. P.,Radium and radon content in different materials, Atomnaya Energiya 27, -Р.36-38, 1969.

6. Быховский А.В., Чесноков Н.И., Покровский С.С., Хореев Г.Н., Югов П. И. «Опыт борьбы с радоном при ведении горных работ», Атомиздат, -М., 1969.

7. Куповых Г.В., Морозов В.Н., Шварц Я.М. / Теория электродного эффекта в атмосфере / Таганрог: ТРГУ, 1998. -122 с.

8. Седунов, Ю.С. Атмосфера. Справочник. - Л.: Гидрометеоиздат. 1991. -500 с.

9. Чалмерс, Дж. А. Атмосферное электричество. - М.: Мир, 1974. - 419 с.

10. Израэль, Х., Кребс, А. Ядерная геофизика. - М.: Мир, 1964. - 559 с.

11. Липеровский В.А. Об инфракрасном излучении в атмосфере перед землетрясениями / В.А. Липеровский, В.В. Михайлин, Б.М. Шевцов, В.Ф. Давыдов, В.В. Богданов, Р.М. Умарходжаев / Геофизические исследования. -2007. - Вып.8. - С. 51- 68.

12. Шулейкин В.Н. Атмосферное электричество и физика Земли. - М.: Институт проблемы нефти и газа, 2006. - 159 с.

13. Руленко О.П. Краткосрочный атмосферно электрический предвестник Камчатского землетрясения 6.03. 1992, М=6.1 / О.П. Руленко А.В. Иванов А.В. , Шумейко / ДАН. - 1992. - Т. 326. - № 6. - С. 980-982.

14. Зубков С.И. Радоновые предвестники землетрясений // Известия Академии Наук. Физика Земли. - 1993. - №9. - С. 67-70.

15. Кузьминов В.В. // Ядерная физика. 2003 Т. 66. № 3. с.490

16. Афонин А.А., Котляров А.А., Максимов А.Ю. // Приборы и техника эксперимента. -2003. -№1. - С. 119.

17. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Савойский Ю.В. «Определение концентрации радона в воздухе методом аэрозольных фильтров» // ПТЭ. -2009. -№1. -С. 142-144.

18. Мазин И.П., Хргиан А.Х. //Облака и облачная атмосфера / -Ленинград: Гидрометеоиздат, 1989. - 609с.

19. Березинский Н.А.Степанов Г.В., Хоргуани В.Г. / Зависимость льдообразующих свойств естественного аэрозоля от размеров частиц. //- Труды ВГИ, -1986. - № 63. -С.28-32.

20. Девятова В.А., Андреев Б.Г. Особенности распределения ядер конденсации в атмосфере. // - Труды ЦАО, -1963, -С. 3 - 41.

21. Зуев В. Е., Креков Г. М. Оптические модели атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 256 с.

22. Кондратьев К. Я., Москаленко Н. И., Поздняков Д. В. /Атмосферный аэрозоль. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983, - 224 с.

23. Юнге Х. Химический состав и радиоактивность атмосферы / Пер. с англ. - М.: Мир, 1965, 424с.

24. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978.

25. Шоу Р.У. Аэрозольное загрязнение планеты. // В мире науки. -1987, -№10. -с.41.

26. Meszaros A. / Seasona lvariation of some aerosol characteristicsin regional background air//- Idojaras, 1981 v. 85 N 4p.181-183.

27. Лактионов А., Г. Равновесная гетерогенная конденсация. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988.

28. Jaenicke R. // Aerosol physics and chemistry. Landolt-Börnstein, new series Volume v/4b Meteorology: Physical and Chemical Properties of Air, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1987.

29. Мазин И. П., Шметер С.М. Облака, строение физика образования. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983, 279 с.

30. Ивлеев Л.С. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. -Л.: ЛГУ, 1982. - 366 с.

31. Кондратьев К.Я. под ред. Полярный радиационный эксперимент -Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 238 с.

32. Головина Е.Г. О влиянии влажности на структуру аэрозолей промышленного происхождения / Е.Г. Головина, Л.С. Ивлеев, В.К, Соломатин.-Труды ГГО, 1974, Вып. 332. - С. 104 - 109.

33. Овчинников С. Исследование дисперсного состава твердых аэрозольных примесей в приземном слое атмосферы / В кн.: Содержание примесей в атмосферных осадках, атмосферные аэрозоли. - Вильнюс, АН Лит ССР, 1976, Вып. 3. - С. 183 - 192.

34. Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. - Л.: Химия, 1985. -265с.

35. Аэрозоль и климат / Под ред. К.Я. Кондратьева. - Л.:Гидрометеоиздат, 1991. - 511 с.

36. Селезнева Е.С. О закономерности вертикального распределения ядер конденсации в атмосфере / Е.С. Селезнева, М.И. Юдин // Труды ГГО. -1960. Вып.105. - С. 37 - 42.

37. Райст П. Аэрозоли. - М.: Мир, 1987. - 278 с.

38. Градус Л.Я. Руководство по дисперсному анализу методом микроскопии. М.: Химия, 1997.-232 с.

39. Шабанова С.В. Атмосфера промышленного предприятия, методы анализа и очистки: Методические указания. -Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003.-23с.

40. Петрянов И.В., Натансон Г.Л., Розенблюм Н.Д., Борисов Н.Б. Басманов П.И., Баберкина Г.И., Михайлова А.Д., Коптева Л.И. Аналитические фильтры аэрозольные. Авт. свид. № 138768 с приоритетом от 16.07.60 г. Бюллетень изобретений, 11. 1961.

41. Басманов П.И., Поплавская В.А. Аналитические аэрозольные фильтры АФА. -М.: Атомиздат. 1964 и 1968 гг.

42. Борисов Н.Б., Басманов П.И., Борисова Л.И. Аналитические фильтры АФА для исследования аэрозолей / Труды ГНЦ РФ НИФХИ им. Л.Я Карпова III Петряновские чтения, 2001. 229 с.

43. Сердюкова А.С., Капитанов Ю.Т. Изотопы радона и короткоживущие продукты их распада в природе. -М.: Атомиздат, 1969. - 312 с.

44. Сердюкова, А.С. Изотопы радона и продукты их распада в природе / А.С. Сердюкова, Ю.Т. Капитанов - М.: Атомиздат, 1975. - 296 с.

45. S. Derby, D. Hill, A. Auvinen, and others. European case-control studies 13 collaborative analysis of individual data, 2006, 7 c.

46. СП-2.6.1-758-99 - Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Гигиенические нормативы. - М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999. - 116 с.

47. Сисигина Т. И. «Вопросы ядерной метеорологии » М., Госатомиздат,1962 104 с.

48. Войткевич Г. В. Проблемы радиогеологии М., Госгеолтехиздат, 1961

49. Сердюкова, А.С. Изотопы радона и продукты их распада в природе / А.С. Сердюкова, Ю.Т. Капитанов - М.: Атомиздат, 1975. - 296 с.

50. Израэль Х. «Ядерная геофизика» Перев. с англ.и нем. -М., Мир, 1964.

51. Малахов С. Г. Солодихина Л.Д. «Изв. АН СССР. Сер. геофиз.», №4, 620 (1961)

52. Грачева Е.Г. « Труды Радиевого института », 4, 206 (1938)

53. Кароль И.Л., Малахов С.Г., сб. «Вопросы ядерной метеорологии». М., Госатомиздат, 1962.

54. Кирченко Л.В. сб. «Вопросы ядерной метеорологии». М., Госатомиздат, 1962.

55. Болин Б. «Ядерная геофизика» Перев. с англ.и нем. -М., Мир, 1964.

56. Кароль И.Л., сб. «Вопросы ядерной метеорологии». -М., Госатомиздат, 1962.

57. Малахов С.Г.Солодихина, сб. «Вопросы ядерной метеорологии». -М., Госатомиздат, 1962.

58. Юнге Х.Э. «Ядерная геофизика» Перев. с англ.и нем. -М., Мир, 1964

59. Jacobi W. Natural atmospheric radioactivity/ Hahn_Meitner-Institute, BerlinWannsee, 1960.

60. Jacobi W. Natural atmospheric radioactivity, Hahn_Meitner-Institute, BerlinWannsee, 1960.

61. Chamberlain A.C.,Dyson E.D./ The dose to the trachea and bronchi from the decay products of radon and thoron /.Brit.J. Radiol., 29,317-325(1956)

62. Тверской П.Н. Курс метеорологии. -Л.: Гидрометиздат, 1951. -887с.

63. Чалмерс Дж. Атмосферное электричество. -Л.: Гидрометиздат, 1974. -247с.

64. Аджиев А.Х, Куповых Г.В Атмосферно-электрические явления на Северном Кавказе. Монография, -Таганрог: Изд-во ТРТУ. 2004. 134 с.

65. Куповых Г.В., Морозов В.Н., Шварц Я.М. Теория электродного эффекта в атмосфере, 1998, Из-во ТРТУ, Таганрог, -С. 122.

66. Куповых Г.В. Электродный эффект в приземном слое атмосферы: автореферат докторской диссертации, -Нальчик, 2005. -35с.

67. Панчишкина И.Н., Петрова Г.Г., Петров А.И. Вертикальный электрический ток в атмосфере и на границе атмосфера-Земля. Труды 5 Российской конференции по атмосферному электричеству. -Владимир. -2003. -С. 121-124.

68. Петров А.И., Петрова Г.Г., Панчишкина И.Н., Кудринская Т.В., Куповых Г.В. Электропроводность воздуха и концентрация радона в приземном слое.

Труды 5 Российской конференции по атмосферному электричеству. -Владимир. -2003. -С. 124-130.

69. Наследов Д. И. Физика ионных и электронных процессов. М.: НТИ, 1937.

70. Красногорская Н.В. Об электродном эффекте // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана, 1967. Т.3, -№9, -С. 1018-1022

71. Красногорская Н.В., Электричество нижних слоев атмосферы и методы его измерения. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972.

72. Аджиев А.Х., Ваюшина Г.П., Куповых Г.В., Соколенко Л.Г., Шварц Я.М. Экспериментальные исследования атмосферного электричества в высокогорных условиях. // Труды V Российской конференции по атмосферному электричеству. -Владимир, ВлГУ, 2003. Т.1. -С.106-109.

73. Кирченко Л.В. В сб. «Вопросы ядерной метеорологии». -М., Госатомиздат, 1962, -65 с.

74. Афонин А.А. (1), Котляров А.А. (2), Максимов А.Ю. // Оптимизация режимов работы и конструкции камеры с электроосаждением для измерения объемной активности 220Rn/ Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ».

75. Chu K., Hopke P.K. Neutralization kinetics for polonium-218 // Environ. Sci. Technol. - 1988. Vol.22.- pp. 711-717.

76. Kotrappa P., Srivastava G.K., Raghavayya M., A.H. Khan. A Low-Level Radon Detection System // Health Physics. - 1984. Vol.46, No. 1 (January).- pp. 225228.

77. Howard A.J. Studies of an electrostatic ion-collection methodology. //Nucl. Instr. Meth. -1995. B101. - pp. 511-517.

78. Сердюкова А.С., Капитанов Ю.Т. Изотопы радона и продукты их распада в природе. М.:Атомиздат, 1975. - 296 с.

79. Busigin A., van der Vooren A.W., Babcock J.C. ^е Nature of Unattached RaA (218Po) Particles //Health Physics. - 1981. Vol. 40. - pp.333-343.

80. Watnick S., Latner N., Graveson R.T. A 222Rn Monitor Using a-Spectroscopy//Health Physics. -1986. Vol. 50, No.5. - pp. 645-646.

81. Krivasheev S.V., Kotlyarov A.A., Murashov A.I. and Mamaev S.V. Automated radon radiometeres of RRA family // Il Nuovo Cimento C. -1999.- Vol.22, No. 3-4. - p.52.

82. Котляров А.А. , Максимов А.Ю., Кузьмин Ю.Д. , Воропаев В.Ф.,// Параметры датчиков радона для контроля геофизической активности// Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ».

83. Takeuchi Y. et al. Development of high sensitivity radon detectors //Nucl. Instr. Meth. -1999.- A421, pp. 334-341.

84. Афонин А.А., Котляров А.А., Максимов А.Ю. Установка для изучения процессов нейтрализации радиоактивных ионов в воздухе //Приборы и техника эксперимента. -2003. - т.46, -№ 1, -С. 122.

85. Kuzminov V.V. "Ion-pulse Ionization Chamber for Direct Measurement of Radon Concentration in the Air", III Int. Conf. Non-Accelerator New Physics (NANP-2001), Dubna, Russia, June 19-23, 2001. Ядерная физика, том 66, №3, 2002, 490-493.

86. Быховский А.В., Чесноков Н.И., Покровский С.С., Хореев Г.Н., Югов П. И. Опыт борьбы с радоном при ведении горных работ, -М.: Атомиздат, 1969.

87. Абрамов В.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. -М.: Атомиздат, 1970.

88. Пауэлл С., Фаулер П., Перкинс Д. -М.: Издательство иностранной литературы, 1962. -750с.

89. Хоконов А.Х, Масаев М.Б. Гибридные фотоэмульсионные методы в низкофоновых экспериментах // Труды седьмой Баксанской школы экспериментальной и Теоретической физики БМШ-ЭТФ-2006 том.2 2007.стр. 629.

90. Хоконов А.Х., Масаев М.Б. «Эмульсионный метод определения концентрации радона в воздухе» // -Вестник КБГУ. -2009.Серия физические науки -№12. -С. 64-65.

91. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Савойский Ю.В «Установка для мониторинга радона -222 методом радиоспектрометрии аэрозольных фильтров на базе спектрометра СЭГ-10 // -Вестник КБГУ. -2009. В.12 -С. 64-66.

92. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Савойский Ю.В., Сижажев М.А. Мониторинг радона методом спектрометрии аэрозольных фильтров // -Вестник КБГУ. -2009.-№12. -С. 66-67.

93. Masaev, M.B. Argon-Filled Proportional Counter with a Small Xenon Additive for X-ray Spectroscopy / A.Kh. Khokonov, L.A. Khamukova, M.B. Masaev, Z.A. Sunshev // Technical Physics Letters, 2008. - Vol. 34. - Issue 8. - P. 682-684

94. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Савойский Ю.В.,Сижажев М.А. Мониторинг радоновых всплесков методом гамма-спектрометрии аэрозольных фильтров // Материалы международно-практического семинара «Экологические проблемы современности. -Майкоп, 2009. -С. 195-206.

95. Хоконов А.Х., Хамирзов К.Х., Даова С.П., Суншев З.А., Суншева З.З., Масаев М.Б., Савойский Ю.В., Кочкаров М.М., Камарзаев А.В., Илгашев В.С. О возможности применения Эльбрусского спектрографа космических лучей для восстановления температурного разреза атмосферы // Материалы международно-практического семинара «Экологические проблемы современности». -Майкоп, -2009. С. 195-206.

96. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Конов М.З. Результаты двухлетнего экспонирования эмульсионной камеры Высокогорного Эльбрусского спектрометра. // Вестник АГУ. 2011. - №2 (81). - С.19-44

97. Хоконов А.Х., Суншев З.А, Масаев М.Б., Хамукова Л.А Модифицированный пропорциональный счетчик СРПО для решения задач рентгено-спектрального анализа. // -Вестник КБГУ. -Серия физические науки. -2005. -В.10. -С 37-38.

98. Хоконов А.Х., Суншев З.А, Масаев М.Б., Хамукова Л.А. Аргоновый пропорциональный счетчик для рентгеновской спектроскопии с дозированным содержанием ксенона. // Письма в ЖТФ., -2008, том 34, -вып.16. С.9-13.

99. Кертиев Р.Х., Коков З.А., Масаев М.Б. Применение обратного комптоновского рассеяния для повышения контраста рентгеновского диагностического изображения // Материалы Всероссийской научной

конференции студентов, аспирантов, и молодых ученых Перспектива-2006. -Нальчик. -2006. Т.3. -С.248-250.

100. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Савойский Ю.В., Сижажев М. А../Determination of radon (222) incoming rates and its concentration by means of large Nal detector / Particle and Cosmology. Proceeding of the XIV-th International school, April 16-21, 2007.Moscow. 2008.pp.246-252

101. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Савойский Ю.В. Мониторинг содержания радона в воздухе методом аэрозольных фильтров // Материалы Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Природные процессы, геодинамика, сейсмотектоника». -Нальчик. -2010.-С.449.

102. Хоконов А.Х., Масаев М. Б., Савойский Ю.В, Мониторинг радона в воздухе методом аэрозольных фильтров, ячейки Лукаса и потока вторичных нейтронов. // Материалы международной научно-практической конференции. Прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий. -Майкоп, -май, -2011.-С.212-224.

103. Яковлева В.С. /Методы измерения плотности потока радона и торона с поверхности пористых материалов : монография /Томский политехнический университет. -Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2011. -174с.

104. Хоргуани В.Г. Микрофизика зарождения и роста града. -М., Гидрометеоиздат, 1984. - 186 с.

105. Саркисов С.Л., Степанов Г.В, Хоргуани В.Г. Методика исследования атмосферных аэрозолей при помощи импакторных ловушек // Труды ВГИ.-1971. вып. -19. -С. 132-148.

106. Саркисов С.Л., Степанов Г.В, Шведов С.В. О характере осаждения твердого аэрозоля в импакторных ловушках // - Труды ВГИ. -1968. -вып.8.-С. 9-12.

107. Саркисов С.Л., Степанов Г.В., Хоргуани В.Г.. О распределении частиц естественного аэрозоля по размерам // Труды ВГИ.-1969. - вып.13. -С. 88-96.

108. Саркисов С.Л., Степанов Г.В., Хоргуани В.Г. Результаты исследования естественных аэрозолей в нижней тропосфере // Труды ВГИ. -1973. -вып. 24. -С. 95-106.

109. Петренчук О.П. Экспериментальные исследования атмосферного аэрозоля. -Л.: Гидрометеоиздат, 1979. -264с.

110. Селезнева Е.С Атмосферные аэрозоли. -Л.: Гидрометеоиздат, 1966. -174с.

111. Юнге Х. Химический состав и радиоактивность атмосферы. -М.: мир, 1965. -424 с.

112. Хоргуани В.Г. Калов Х.М. О падении высококонцентрированной системы грубодиспесных аэрозольных частиц в атмосфере // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана, -1975 т. 11. -№3. -С. 278-283.

113. Эльмесов М.С., Степанов Г.В. Результаты исследований содержания в атмосфере гигантских и сверхгигантских аэрозольных частиц. // -Изв АН СССР Физика атмосферы и океана, -1979. т. 15. -№ 6. -С. 639-647.

114. Эльмесов М.С. Степанов Г.В Некоторые результаты самолетных исследований гигантских аэрозольных частиц // -Труды ВГИ. -1975. -вып.32. -С. 42-49.

115. Фольмер М., Кинетика образования новой фазы, пер. с нем., -М., 1986;

116. Лушников А.А., Загайнов В.А. Кинетические эффекты конденсации при произвольной вероятности прилипания молекул к частицам. // - Изв. АН, сер. ФАС, -т.38, -№2, -С. 192 - 199.

117. Отчет НИР по результатам работ выполненных в рамках гранта РФФИ «№ 08-02-01130-а ».

118. Амелин А.М., Теоретические основы образования тумана при конденсации пара. -М.: изд-во «Химия», 1966. -С.18-19.

119. Палей А.А., Лапшин В.Б., Жохова Н.В Москаленко В.В. Исследования процессов конденсации паров на электрически заряженных аэрозольных частицах // Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» http: //zhurnal .ape.relarn.ru/articles/2007/027.pdf

120. Ширяев В.Т., Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Шестак Д. С. Установка для одновременного мониторинга мюонной компоненты космических лучей, а-частиц и тепловых нейтронов сцинтилляционным методом // Материалы II Международной научно-практической конференции, посвященной 20-летию МГТУ «Прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий». - Майкоп: ИП Магарин, 2013. - С.252

121. Гурецкая З.И. /Технология материалов и изделий электронной техники. Технология люминофоров и люминесцентных экранов / Учебное пособие -Москва: РХТУ, 2005.- 208 с.

Методические пособия

1. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Количественные методы определения концентрации радона в воздухе. Учебно-методическое пособие / -Нальчик: Каб.-Балк. Ун-т, 2009. -54 с.

2. Хоконов А.Х., Масаев М.Б., Хамукова Л.А. / Фотоэмульсионный метод регистрации ядерных излучений. Учебно-методическое пособие / -Нальчик: Каб.-Балк. Ун-т, 2006. -54 с.

3. Хоконов А.Х., Кузьминов В.В А.М., Масаев М.Б., Гангапшев А.М. Газонаполненные детекторы в ядерно-физическом эксперименте. Учебно-методическое пособие./ -Нальчик: Каб.-Балк. Ун-т, 2008. -54 с.

4. Хоконов А.Х., Кузьминов В.В, Масаев М.Б., Савойский Ю.В. Газонаполненные детекторы ядерных излучений. Учебно-методическое пособие. / -Нальчик: Каб.-Балк. Ун-т, 2008. -54 с.