Фоновая объемная активность радона и торона в почве и приземной атмосфере …

Фоновая объемная активность радона и торона
в почве и приземной атмосфере
по наблюдениям сейсмической радоновой станции

Геофизическая обсерватория “Борок” – филиал ИФЗ им. О.Ю. Шмидта РАН,
пос. Борок (Ярославская обл.), Россия

Автор для переписки: Э.М. Дмитриев, e-mail: eldar@borok.yar.ru

Сейсмическая радоновая станция СРС-05 широко применяется для задач мониторинга объемной активности радона, прежде всего в целях обнаружения ее увеличения, как одного из предвестников землетрясений. Малая чувствительность прибора не позволяет регистрировать в режиме реального времени фоновые значения объемных активностей изотопов радона 222Rn (радон) и 220Rn (торон). В то же время точное измерение фоновых значений объемных активностей изотопов радона представляет большой интерес, прежде всего для целей изучения ионизационных процессов и электрического состояния приземной атмосферы. В данной работе предложен метод определения средних фоновых значений объемных активностей изотопов радона по альфа-спектрам, регистрируемым сейсмической радоновой станцией за длительное время (несколько суток). Представлены результаты определения фоновых объемных активностей 222Rn и 220Rn в почве и приземной атмосфере на Геофизической обсерватории “Борок”.

Ключевые слова: радон, торон, сейсмическая радоновая станция, объемная активность, приземная атмосфера

Цитируйте эту статью как: Анисимов С.В., Дмитриев Э.М., Козьмина А.С. Фоновая объемная активность радона и торона в почве и приземной атмосфере по наблюдениям сейсмической радоновой станции // Сейсмические приборы. 2019. Т. 55, № 4. C.5–16. https://doi.org/ 10.21455/si2019.4-1

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, грант № 18-05-00233 (разработка методики оценки объемной активности изотопов радона) и государственного задания ГО “Борок” ИФЗ РАН, проект № 0144-2014-0015 (обсерваторские наблюдения объемной активности изотопов радона).

Анисимов С.В., Галиченко С.В., Шихова Н.М., Афиногенов К.В. Электричество конвективного атмосферного пограничного слоя: натурные наблюдения и численное моделирование // Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50, № 4. С.1–9.

Анисимов С.В., Галиченко С.В., Афиногенов К.В., Макрушин А.П., Шихова Н.М. Объемная активность радона и ионообразование в невозмущенной нижней атмосфере: наземные наблюдения и численное моделирование // Физика Земли. 2017. № 1. С.155–170.

Анисимов С.В., Дмитриев Э.М., Афиногенов К.В., Гурьев А.В., Козьмина А.С. Вариабельность распределения радона в атмосферном приземном слое над сушей средних широт // Турбулентность, динамика атмосферы и климата. Международная конференция, посвященная столетию со дня рождения академика Александра Михайловича Обухова, Москва, 16–18 мая 2018 г.: Сборник тезисов докладов. М.: Физматкнига, 2018. С.110.

Левшенко В.Т., Григорян А.Г. Использование данных комплексных исследований при определении положения разломов в платформенных районах (на примере Рославльского разлома) // Геофизические исследования. 2015. Т. 16, № 3. С.55–62.

Руленко О.П., Кузьмин Ю.Д. Увеличение радона и торона в районе верхне-Паратунской гидротермальной системы Южной Камчатки перед катастрофическим землетрясением в Японии 11 марта 2011 г. // Вулканология и сейсмология. 2015. № 5. С.36–42.

Светозаров В.В. Основы статистической обработки результатов измерений: Уч. пособие. М.: Изд-во МИФИ, 2005. 40 с.

Сейсмическая радоновая станция СРС-05. Руководство по эксплуатации. Москва. 2009. 21 с. URL: http://www.ntm.ru/UserFiles/File/product/ION/srs-05/rukovodstvo_po_ekspluatazii.doc [дата обращения: 09.10.2019]

Спивак А.А., Кишкина С.Б., Локтев Д.Н., Рыбнов Ю.С., Соловьев С.П., Харламов В.А. Аппаратура и методики для мониторинга геофизических полей мегаполиса и их применение в Центре геофизического мониторинга г. Москвы ИДГ РАН // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52, № 2. С.65–78.

Фирстов П.П., Макаров Е.О. Реакция подпочвенного и растворенного в подземных водах радона на изменение напряженно-деформированного состояния земной коры // Сейсмические приборы. 2015. Т. 51, № 4. С.58–80.

Anisimov S.V., Galichenko S.V., Aphinogenov K.V., Prokhorchuk A.A. Evaluation of the Atmospheric Boundary-Layer Electrical Variability // Boundary-Layer Meteorology. 2018. V. 167. P.327–348. DOI: 10.1007/s10546-017-0328-0

Anisimov S.V., Dmitriev E.M., Aphinogenov K.V., Guriev A.V., Kozmina A.S. Variability of radon distribution in the atmospheric surface layer over the land of middle latitudes // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. V. 231. DOI: 10.1088/1755-1315/231/1/012006.

Perez N.M., Hernandez P.A., Padron E., Melian G., Marrero R., Padilla R., Barrancos J., Nolasco D. Precursory Subsurface 222Rn and 220Rn Degassing Signatures of the 2004 Seismic Crisis at Tenerife, Canary Islands // Pure and Applied Geophysics. 2007. V. 164. P.2431–2448.

Yang T.F., Walia V., Chyi L.L., Fu C.C., Chen C.H., Liu T.K., Song S.R., Lee C.Y., Lee M. Variations of soil radon and thoron concentrations in a fault zone and prospective earthquakes in SW Taiwan // Radiation Measurements. 2005. V. 40. P.496–502.

АНИСИМОВ Сергей Васильевич – доктор физико-математических наук, директор, Геофизическая обсерватория “Борок” – филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 152742, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 142. Тел.: 8(48547) 240-24.
Е-mail: anisimov@borok.yar.ru

ДМИТРИЕВ Эльдар Михайлович – кандидат физико-математических наук, учёный секретарь, Геофизическая обсерватория “Борок” – филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 152742, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 142. Тел.: 8(48547)-241-96. Е-mail: eldar@borok.yar.ru

КОЗЬМИНА Алина Сергеевна – младший научный сотрудник, Геофизическая обсерватория “Борок” – филиал Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 152742, Ярославская обл., Некоузский р-н, пос. Борок, д. 142. Тел.: 8(48547) 243-61. Е-mail: alina@borok.yar.ru

English Translation: Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online),

Background volumetric activity of radon and thoron
in soil and a surface atmosphere observed
by the seismic radon station

Borok Geophysical observatory of Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Science, Borok (Yaroslavl region), Russia

Abstract. Seismic radon station SRS-05 is widely used for monitoring the volumetric activity of radon, primarily in order to detect its increase as one of the precursors of earthquakes. Low sensitivity of the sensor does not allow real-time registration of background values of volumetric activities of radon isotopes 222Rn (radon) and 220Rn (thoron). At the same time, accurate measurement of background values of volumetric activities of radon isotopes is of great interest, especially for the purpose of studying the ionization and the electric state of a surface atmosphere. This paper proposes a method of determining mean background values of volumetric activities of radon isotopes by alpha spectra recorded by a seismic radon station for a long time (several days). Results of determination of background volumetric activities of 222Rn and 220Rn in soil and surface atmosphere at Borok Geophysical observatory are presented.

Keywords: radon, thoron, seismic radon station, volumetric activity, surface atmosphere

ANISIMOV Sergey Vasilevich – Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Director, Borok Geophysical Observatory of Shmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 152742, Yaroslavl region, Nekouz district, Borok, 142. Phone: +7(48547) 240-24.
Е-mail: anisimov@borok.yar.ru.

DMITRIEV Eldar Mikhaylovich – Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Scientific Secretary, Borok Geophysical Observatory of Shmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 152742, Yaroslavl region, Nekouz district, Borok, 142. Phone: +7(48547) 241-96. Е-mail: eldar@borok.yar.ru.

KOZMINA Alina Sergeyevna – Junior Researcher, Borok Geophysical Observatory of Shmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 152742, Yaroslavl region, Nekouz district, Borok, 142. Phone: +7(48547) 240-361. Е-mail: alina@borok.yar.ru.

Cite this article as: Anisimov S.V., Dmitriev E.M., Kozmina A.S. Background volumetric activity of radon and thoron in soil and a surface atmosphere observed by the seismic radon station, Seismicheskie Pribory, 2019, Vol. 55, no. 4, pp. 5–16. (in Russian). https://doi.org/10.21455/si2019.4-1

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990).

СЕЙСМИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ. 2019. Том 55. № 4. C.5–16. https://doi.org/10.21455/si2019.4-1