Производство и перенос космогенного трития в земной атмосфере в модели «PARMA»

Проанализирован вклад реакций (n,X) и (p,X) на ядрах азота и кислорода в производство и перенос космогенного трития  в атмосфере Земли. Для расчетов потоков вторичных протонов и нейтронов в ядерно-электромагнитном каскаде использовалась аналитическая модель «PARMA». Модель основана на аналитических аппроксимациях как многочисленных экспериментальных данных, так и данных компьютерного моделирования, и позволяет вычислять потоки различных частиц вторичного космического излучения (нуклонов, мюонов, a и b-частиц) с выбором заданного энергетического диапазона, высоты атмосферы, жесткости геомагнитного обрезания, солнечной активности. Решена задача о вертикальной турбулентной диффузии трития в атмосфере Земли и получена зависимость его концентрации от высоты. Численное интегрирование уравнений переноса проведено с использованием интегро-итерполяционного метода.  Дана оценка общего запаса космогенного трития в земной атмосфере, сбалансированного турбулентной диффузией, распадом и космогенным образованием, которая составила величину ~1.9∙10¹⁷ Бк.  Результаты расчетов показывают, что в земной атмосфере содержится не более 10% от всего космогенного трития.  Полученные результаты в целом согласуются с более ранними эмпирическими и полуэмпирическими моделями, подтверждающими, что техногенный тритий на данный момент составляет большую часть от его общего запаса. 

1. Fairlie I. Tritium hazard report: pollution and radiation risk from Canadian nuclear facilities. June 2007. Greenpeace. 92 p. Available at: https://www.researchgate.net/publication/237319950_Tritium_Hazard_Report_Pollution_and_Radiation_Risk_from_Canadian_Nuclear_Facilities (accessed: 12.01.2024).

2. Андреев Б.М., Магомедбеков Э.П., Розенкевич М.Б., Сахаровский Ю.А. Гетерогенные реакции изотопного обмена трития. Москва: Эдиториал УРСС, 1999. 208 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01000634929 (дата обращения: 22.12.2023).

3. Sato T., Niita K. Analytical functions to predict cosmic-ray neutron spectra in the atmosphere. Radiation research. 2006;166(3):544–555. https://doi.org/10.1667/RR0610.1

4. Sato T., Yasuda H., Niita K., Endo A., Sihver L. Development of PARMA: PHITS-based analytical radiation model in the atmosphere, Radiation research. 2008;170(2):244–259. https://doi.org/10.1667/RR1094.1

5. Ларин А.Е., Малышевский В.С., Фомин Г.В. Высотное и широтное распределение скорости производства 7Ве в земной атмосфере в модели «PARMA». Известия ВУЗов. Физика. 2014;57(6):88–92. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_21800559_34861733.pdf (дата обращения: 22.12.2023).

6. Simon J., Meresova J., Sykora I., Jeskovsky M., Holy K. Modeling of temporal variations of vertical concentration profile of 7Be in the atmosphere. Atmospheric environment. 2009;43(12):2000–2004. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2009.01.015

7. Jasiulionis R., Wershofen H. A study of the vertical diffusion of the cosmogenic radionuclides, 7Be and 22Na in the atmosphere. Journal of Environmental Radioactivity. 2005;79(2):157–169. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2004.06.003

8. Десятов Д.Д., Екидин А.А. Оценка поступления трития в окружающую среду от выбросов АЭС. Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2018;1(21):88–96. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_34959688_46935708.pdf (дата обращения: 12.01.2024).