Study of the delayed pumping effect in the underground laboratory by the method of correlation analysis of radon and aeroion concentrations

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Measurements and correlation analysis of radon and aeroion concentrations in the underground laboratory were carried out. For pairs of variables “pressure — radon” and “pressure — ions”, a delayed pumping effect was found, similar to that previously observed for neutrons and gamma quanta. A simple phenomenological model explaining the results is presented. In this model, the reason for the delay is the gradual accumulation of radon in the room with a decrease in atmospheric pressure. The balance of the radon accumulation rate, the time of its radioactive decay and the characteristic time of pressure variations leads to an effective delay of 2 days between atmospheric pressure variations and radon concentration. Correlation analysis for the variables “pressure — ions” indicates that ions formed in the pores of the soil are already present in the air carrying radon to the laboratory. These ions make up approximately 21% of the total number of ions in the laboratory.

全文:

受限制的访问

作者简介

L. Bezrukov

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

I. Karpikov

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

V. Kazalov

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

A. Mezhokh

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

S. Ingerman

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

V. Sinev

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences; National Research Nuclear University “MEPhI”

Email: vsinev@inr.ru
俄罗斯联邦, Moscow; Moscow

N. Agafonova

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

E. Dobrynina

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

R. Enikeev

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

I. Shakiryanova

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

V. Yakushev

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

Yu. Eroshenko

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences

Email: eroshenko@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

N. Filimonova

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology — State University (MIPT GU)

Email: bezrukov@inr.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow; Dolgoprudny

参考

  1. Алексеенко В.В., Джаппуев Д.Д., Козяривский В.А., Куджаев А.У., Кузьминов В.В., Михайлова О.И., Стенькин Ю.В. Анализ вариаций потока тепловых нейтронов на высоте 1700 м над уровнем моря // Изв. РАН. Сер. физическая. Т. 71. № 7. С. 1075—1078. 2007.
  2. Алексеенко В.В., Гаврилюк Ю.М., Громушкин Д.М., Джаппуев Д.Д., Куджаев А.У., Кузьминов В.В., Михайлова O.И., Стенькин Ю.В., Степанов В.И. Связь вариаций потока тепловых нейтронов из земной коры с лунными периодами и сейсмической активностью // Физика Земли. Т. 8. С. 91—100. 2009.
  3. Безруков Л.Б., Заварзина В.П., Курлович А.С., Лубсандоржиев Б.К., Межох А.К., Моргалюк В.П., Синёв В.В. Об отрицательно заряженном слое электрического поля Земли // ДАН. Т. 480. № 2. С. 155—157. 2018. https://doi.org/10.7868/S0869565218140050
  4. Безруков Л.Б., Громцева A.Ф., Заварзина В.П., Карпиков И.С., Курлович А.С., Лебедев Д.А., Межох А.К., Наумов П.Ю., Силаева С.В., Синёв В.В. Наблюдение избытка положительных аэроионов в подземных полостях // Геомагнетизм и аэрономия. T. 62. № 6. С. 755—768. 2022. https://doi.org/10.31857/S0016794022060025
  5. Зырянов В.Н. Нелинейный пампинг-эффект в колебательных процессах в геофизике // Водные ресурсы. Т. 40. № 3. С. 227—239. 2013.
  6. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. В 10 т. Т. VI. Гидродинамика. М.: Физматлит, 736 с. 2001.
  7. Ларин В.Н. Планетохимическое следствие современной космогонии // ДАН. Т. 210. № 5. С. 1193—1196. 1973.
  8. Ларин В.Н. Гипотеза изначально гидридной Земли. М.: Недра, 215 c. 1980.
  9. Стенькин Ю.В., Алексеенко В.В., Громушкин Д.М., Сулаков В.П., Щеголев О.Б. Подземная физика и эффект влияния барометрического давления на подземный фоновый поток тепловых нейтронов // ЖЭТФ. Т. 151. № 5. С. 845—849. 2017.
  10. Стенькин Ю.В., Алексеенко Ю.В., Игошин А.В., Кулешов Д.А., Левочкин К.Р., Степанов В.И., Сулаков В.П., Щеголев О.Б. Подземная физика и нелинейный задержанный барометрический эффект гамма-фона // ЖЭТФ. Т. 158. № 3 (9). С. 469—473. 2020. https://doi.org/10.31857/S0044451020090059
  11. Чижевский А.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. М.: Стройиздат, 1989. 488 с.
  12. Etiope G., Martinelli G. Migration of carrier and trace gases in the geosphere: an overview // Phys. Earth Planet. In. V. 129. № 3—4. P. 185—204. 2002. https://doi.org/10.1016/S0031-9201(01)00292-8
  13. Eff-Darwich A., Martin-Luis C., Quesada M., de la Nuez J., Coello J. Variations on the concentration of 222Rn in the subsurface of the volcanic island of Tenerife, Canary Islands // Geophys. Res. Lett. V. 29. № 22. ID 2069. 2002. https://doi.org/10.1029/2002GL015387
  14. Kovach E.M. Meteorological influences upon the radon-content of soil-gas // Eos Trans. AGU. V. 26. № 2. P. 241—248. 1945. https://doi.org/10.1029/TR026i002p00241
  15. Kuang X., Jiao J.J., Li H. Review on airflow in unsaturated zones induced by natural forcings // Water Resour. Res. V. 49. № 10. P. 6137—6165. 2013. https://doi.org/10.1002/wrcr.20416
  16. Mourzenko V.V., Varloteaux C., Guillon S., Thovert J.-F., Pili E., Adler P.M. Barometric pumping of a fractured porous medium // Geophys. Res. Lett. V. 41. № 19. P. 6698—6704. 2014. https://doi.org/10.1002/2014GL060865
  17. Warden S., Bleier T., Kappler K. Long term air ion monitoring in search of pre-earthquake signals // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 186. P. 47—60. 2019. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2019.01.009

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Variations in the concentrations of positive I+ and negative I– ions (in 103 cm−3), the ratio of their concentrations (10 I+/I-) and atmospheric pressure normalized to sea level, for March 12 - April 6, 2022. Days are counted from the beginning of the year.

下载 (126KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Observed correlation functions of ion concentration and atmospheric pressure. The upper curve is negative ions, the lower curve is positive.

下载 (76KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Correlation function of pressure and radon concentration according to measurements with an Alfarad-plus radon radiometer (upper solid curve), correlation function of the same quantities, but obtained by calculation according to formula (11) with a normalization coefficient of 0.8 to take into account noise interference (dashed curve). The dotted curve with the largest value at the maximum shows the correlation function of positive ions with radon, and the second dotted curve shows the correlation function of negative ions with radon. The dash-dot curve marked with the symbol “n” shows the pressure-neutron correlation function from [Stenkin et al., 2017]. The lower solid curve shows the correlation function of pressure and radon within Model II, multiplied by a normalization factor of 0.95.

下载 (75KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Equivalent electrical circuits of models (7) (top) and (13) (bottom).

下载 (100KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Autocorrelation functions of atmospheric pressure (shaded curve). concentrations of positive (upper solid curve) and negative (lower solid curve) ions.

下载 (81KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Correlation functions of the ratio of the number of positive to negative ions and pressure (dashed curve) and the ratio of the number of positive to negative ions and radon concentration (solid curve).

下载 (66KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».