Variations of 222Rn Content in Above- and Underground Conditions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article presents the results of measuring 222Rn activity and its daughter decay products in the air of underground laboratories of Baksan Neutrino Observatory, Institute for Nuclear Research, Russian Academy of Sciences (BNO INR RAS) at different distances from the entrance. The measurements were carried out with a cylindrical air pulse ionization chamber. It has been shown that the radon content in the flow of ventilated air, within the measurement accuracy, does not depend on the length of the path traveled, but increases abruptly in the locations of sources of underground gas and water emissions. Various mechanisms of air enrichment with radon are considered. The research methodology is presented, and the results of measurements of radon emission from the rocky soil of the walls of an underground room are presented. The results of measuring the radon content in water from various above- and underground sources using a low-background gamma spectrometer based on a semiconductor detector (SCD) made of ultrapure germanium are presented.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Yu. M. Gavrilyuk

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: gangapsh@list.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

A. M. Gangapshev

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences; Kabardino-Balkarian State University

Author for correspondence.
Email: gangapsh@list.ru
Russian Federation, Moscow, 117312; Nalchik, 360004

A. M. Gezhaev

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: gangapsh@list.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

V. V. Kazalov

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: gangapsh@list.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

V. V. Kuzminov

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences; Kabardino-Balkarian State University

Email: gangapsh@list.ru
Russian Federation, Moscow, 117312; Nalchik, 360004

A. Kh. Khokonov

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences; Adyghe State University

Email: gangapsh@list.ru
Russian Federation, Moscow, 117312; Maykop, 385000

R. A. Etezov

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: gangapsh@list.ru
Russian Federation, Moscow, 117312

References

  1. Езимова Ю.Е., Удоратин В.В., Магомедова А.Ш. Четдинская радоновая аномалия (республика Коми): локализация и изучение // Геофизические исследования. 2022. Т. 23. № 4. С. 36–54.
  2. Моллаева М.З., Темботова Ф.А., Гангапшев А.М., Казалов В.В., Гежаев А.М. Содержание радионуклидов в хвое Pinus sylvestris L. в условиях Карачаево-Черкесской республики (Западный Кавказ) // Радиационная биология. Радиоэкология. 2023. Т. 63. № 4. С. 403–410.
  3. Удоратин В.В., Езимова Ю.Е., Магомедова А.Ш. Методика измерений объемной активности радона для платформенных областей // Физика Земли. 2020. № 4. С. 132–143.
  4. Amaré J., Bandac I., Blancas A., Borjabad S., Buisán, S. Cebrián S., Cintas D., Coarasa I., García E., Martínez M., Núñez–Lagos R., Oliván M.A., Ortigoza Y., Ortiz de Solórzano A., Pérez C., Puimedóna J., Rodríguez S., Salinas A., Sarsa M.L., Villar P. Long term measurement of the 222 Rn concentration in the Canfranc Underground Laboratory. arXiv:2203.13978v1 [physics.ins-det] 26 Mar 2022.
  5. Li Chunqian, Zhao Shibin, Zhang Chenglun, Li Meng, Guo Jinjia, Dimova Natasha T., Yang Tong, Liu Wen, Chen Guangquan, Yu Huaming, Xu Bochao. Further refinements of a continuous radon monitor for surface ocean water measurements // Front. Mar. Sci. 2022. № 9. P. 1047126.
  6. Chu M.C., Kwan K.K., Kwok M.W., Kwok T., Leung J.K.C., Leung K.Y., Lin Y.C., Luk K.B., Pun C.S.J. The radon monitoring system in Daya Bay Reactor Neutrino Experiment // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2016. V. 808. P. 156–164.
  7. Gavrilyuk Yu.M., Gangapshev A.M., Kuzminov V.V., Panasenko S.I., Ratkevich S.S. Monitoring the 222Rn Concentration in the Air of Low-Background Laboratories by Means of an Ion-Pulse Ionization Chamber // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics. 2011. V. 75. № 4. P. 547–551.
  8. Gavrilyuk Yu.M., Gangapshev A.M., Gezhaev A.M., Etezov R.A., Kazalov V.V., Kuzminov V.V., Panasenko S.I., Ratkevich S.S., Tekueva D.A., Yakimenko S.P. High-resolution ion pulse ionization chamber with air filling for the 222Rn decays detection // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2015. V. 801. P. 27–33.
  9. Gavriljuk Yu.M., Gangapshev A.M., Gezhaev A.M., Kazalov V.V., Kuzminov V.V., Panasenko S.I., Ratkevich S.S., Smolnikov A.A., Yakimenko S.P. Working characteristics of the New Low-Background Laboratory (DULB-4900) // Nucl. Instrum. and Meth. A. 2013. V. 729. P. 576–580.
  10. Kuzminov V.V. Ion-pulse ionization chamber for direct measurement of a radon concentration in the air // Physics of Atomic Nuclei. 2003. V. 66. № 3. P. 462–465.
  11. Kuzminov V.V. The Baksan Neutrino Observatory // Eur. Phys. J. Plus. 2012. V. 127. P. 113.
  12. Lagios E., Sideris G., Zervos F., Tsourlos P., Nicholson R.A., Ponomarev A., Salov B., Balassanian S., Petrosyan G., Bushati S., Lika O. Tectonic early warning system through real-time radon (Rn) monitoring: preliminary results of geophysical method for forecasting earthquakes. Earthquake Hazard and Seismic Risk Reduction. Kluwer Academic Publishers. 2000. P. 261–270.
  13. Zafrir Hovav, Barbosa Susana, Levintal Elad, Weisbrod Noam, Yochai Ben Horin and Zalevsky Zeev. The Impact of Atmospheric and Tectonic Constraints on Radon-222 and Carbon Dioxide Flow in Geological Porous Media – A Dozen-Year Research Summary // Front. Earth Sci. 2020. № 8. P. 559298.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Block diagram of the monitor for radon content control in the air on the basis of cylindrical air pulse ionisation chamber: CVIC - ionisation chamber, ZSU - charge-sensitive preamplifier, HVI - high-voltage power supply, PC - personal computer, ARD - software-relay control board ARDUINO, DSP - digital oscilloscope LA-n10-12PCI, AC - air compressor.

Download (161KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Example of the reconstructed amplitude spectrum of pulses accumulated for 179 minutes in measurements of radon content in the air of the ground room.

Download (167KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Example of separation of the amplitude spectrum into substrate and peaks.

Download (178KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Variations of 222Rn count rate in one of the rooms of the ground-based laboratory between 28 August and 16 September 2020.

Download (315KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Variations in 222Rn count rate from the control well between 24.01.2020-27.07.2020.

Download (252KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Schematic diagram of underground structures of BNO INR RAS. Point (1) corresponds to the pointer "Near NF", point (2) - "MSU GAISH Laser Interferometer", point (3) - "OGRAN", point (4) - "Far NF".

Download (410KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Variations of 222Rn count rate in the air flow in the Main adit: (0 m) - outside air; (1) - Nika (400 m from the entrance), (3) - OGRAN (1420 m), (4) - NLGZ-4900 (3700 m). The upper dependence was obtained on the M1 monitor, the lower one - on the M2 monitor.

Download (375KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Variation of 222Rn content in the air along the Main adit.

Download (177KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Emission spectrum from the water sample (1) compared to the detector background spectrum (2).

Download (278KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Time dependence of 222Rn content in the air of the "Main" adit at a distance of 620 m from the entrance (point (2)). Start of measurements - 16.03.2021.

Download (363KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».