Научные результаты

Основные научные достижения
 
2020 год

1. Разработаны новые методы контроля радиоактивных веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при эксплуатации ядерных реакторных установок. В основу предложенных методов легло использование достижений текстильной науки и техники в области создания новых нановолокнистых нетканых фильтрующих материалов. Применение новых материалов и методов радиационного контроля позволило получить наиболее полную и достоверную информацию о радионуклидном составе газоаэрозольной смеси в выбросах всех российских АЭС. Выявленные качественные и количественные характеристики выбросов позволили определить радиоактивные изотопы, которые вносят наибольший вклад в формирование дозы облучения населения при нормальной эксплуатации действующих АЭС России.

Авторы: Екидин А. А., Васянович М. Е., Васильев А. В. (ИПЭ УрО РАН)

2. В ходе ландшафтных эколого-геохимических исследований в шести крупных городах России изучены природные и антропогенные процессы, определяющие образование, перенос и отложение твердых пылегрязевых осадков (наносов) в современной урбанизированной среде. В городе Екатеринбурге общее количество отложений достигает 3,2 кг/м2, из которых 0,2 кг/м2 – фракция <10 мкм, в которой содержатся максимальные концентрации тяжелых металлов. Накопление твердого осадка снижает качество городской среды. Ветровой и механический подъем пыли отрицательно влияет на здоровье населения. Следующие основные антропогенные факторы оказывают влияние на формирование значительных запасов пылегрязевого осадка в жилых районах российских городов: низкая адаптация инфраструктуры к высокой плотности автомобилей; неудовлетворительное качество содержания территорий; отсутствие последовательного подхода к управлению состоянием окружающей среды при производстве работ по благоустройству территорий, земляных и ремонтно-строительных работ. Разработаны предложения по совершенствованию муниципального планирования и управления, направленные на повышение качества городской среды.

Авторы: Ярмошенко И. В., Малиновский Г. П., Селезнев А. А., Астафьева О.В. (ИПЭ УрО РАН)

3. Установлены закономерности формирования доз нейтронного облучения при эксплуатации ядерных установок различных типов (ИВВ-2М, БН, ВВЭР). На основании полученных результатов разработаны модели расчета энергетического распределения и мощностей доз нейтронного излучения на конкретных рабочих местах. Поправочные коэффициенты для индивидуальных дозиметров нейтронного излучения, полученные с учетом отличий калибровочного или поверочного поля от спектра нейтронного излучения в реальных условиях измерений, создают основу для совершенствования радиационной безопасности при эксплуатации ядерно-физических реакторных установок. Проведено ранжирование значимости различных источников излучения с точки зрения формирования радиационного воздействия на конкретных рабочих местах.
Авторы: Пышкина М. Д., Васильев А.В., Екидин А. А., Назаров Е. И. (ИПЭ УрО РАН)

4. Разработан метод неразрушающего контроля удельной активности Ra-226 и других природных радионуклидов в строительных материалах. Метод заключается в измерении гамма-спектра полевым спектрометром при соблюдении фиксированной геометрии положения детектора в пространстве относительно источника излучения. Расчет средней удельной активности природных радионуклидов в строительных материалах осуществляется путем сравнения нормированной расчетной плотности потока нерассеянных гамма-квантов с измеренными скоростями счета в соответствующем фотопике. Предложенный метод используется для оценки содержания природных радионуклидов в строительных материалах в эксплуатируемых зданиях.
Авторы: Екидин А. А., Васильев А. В., Ярмошенко И. В., Онищенко А. Д., Жуковский М. В. (ИПЭ УрО РАН)

5. Анализ вариабельности ритма сердца рабочих промышленных предприятий, занятых в производстве меди, показал напряжение регуляторных механизмов и их перенапряжение по мере увеличения стажа работы в неблагоприятных производственных условиях. При длительном стаже курения активность симпатического отдела вегетативной нервной системы преобладает в регуляции сердечной деятельности у работников.
Авторы: Константинова Е. Д., Маслакова Т. А., Шалаумова Ю. В., Вараксин А. Н. (ИПЭ УрО РАН), Савинцева М. С., Анцыгин И. А. (УрФУ).

6. Выявлены новые диагностические маркеры преждевременного старения, позволяющие оптимизировать определение изменений биологического возраста работников в условиях работы во вредных условиях медеплавильного производства. Основными маркерами являются высокие значения показателей артериального давления, снижение показателей статической балансировки и физической работоспособности на килограмм массы тела. Максимальное превышение наблюдаемого биологического возраста над должным выявлено у курящих работников медеплавильного производства с низким уровнем физической активности (0,66±0,29 года). Наблюдаемый биологический возраст существенно превышает должный у работников со стажем работы во вредных условиях труда свыше 20 лет.
Авторы: Константинова Е. Д., Вараксин А. Н. (ИПЭ УрО РАН), Коневских Л. А. Мишина Е. А., Беломестнова О. В. (ФБУН «Екатеринбургский медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий»)

7. Разработан метод восстановления трехмерных аэрозольных полей регионального и глобального масштабов на основе совместного анализа данных солнечной фотометрии и информации о динамике атмосферы. По результатам фотометрических измерений в семи пунктах мониторинга сети AERONET за 2016 год восстановлено трехмерное поле объемной концентрации субмикронного аэрозоля в шестикилометровом слое атмосферы над территорией России. Уровни концентраций субмикронного аэрозоля существенно снижаются с высотой практически во всей расчетной области за исключением Восточной Сибири. Предполагается, что повышенные концентрации субмикронного атмосферного аэрозоля в Восточной Сибири, которые сохраняются до высот 5-6 км, вызваны пожарами в летний период.

Авторы: Наговицына Е. С., Поддубный В. А. (ИПЭ УрО РАН).

8. На основе базы данных реанализа стационарных, аэрологических и спутниковых измерений CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) построена карта пространственного и временного распределения концентрации СО2 в атмосфере на территории Российской Федерации за 2013-2018 годы. Сравнение расчетных значений концентрации СО2 с результатами приборных измерений в пунктах мониторинга Екатеринбург, Тикси и Териберка показало хорошую сходимость. Установлено, что наибольшие значения концентрации СО2 наблюдаются в западной и юго-западной части страны, наименьшие – на Дальнем Востоке и в Арктическом регионе. Максимум концентрации СО2 достигается в зимний период, минимум – в летний. Среднегодовой рост концентрации СО2 составляет 2,58 ppm/год, межгодовая амплитуда изменения концентрации около 21 ppm.

Автор: Джолумбетов С. К. (ИПЭ УрО РАН).

9. По результатам прецизионных измерений впервые получены количественные оценки фоновых уровней парниковых газов диоксида углерода (CO2), метана (CH4) и окиси углерода (CO) в атмосфере города Екатеринбурга. Показано, что фоновые и измеренные концентрации имеют суточную и сезонную периодичность. Наибольшее различие дневных и ночных концентраций СО2 наблюдается в июле (36,1±11,6 ppm), СН4 – в сентябре (132±95 ppb), CO – в сентябре (477±228 ppb). Анализ сопутствующих метеоусловий показал, что суточная динамика СО в значительной степени обусловлена влиянием местных антропогенных источников.

Авторы: Гуляев Е. А., Антонов К. Л., Маркелов Ю. И. (ИПЭ УрО РАН).

10. Исследованы циклы динамики содержания парникового газа метана в приземном слое атмосферы в летние сезоны 2015-2017 г.г. на острове Белом, ЯНАО (73,1° СШ). Выявлены резкие изменения суточных корреляций между температурой атмосферного воздуха и содержанием метана в диапазоне от -0,8 до +0,8, которые можно объяснить влиянием ветрового режима (континентальный или океанический). Ветровой режим также определяет соответствующие, выявленные ранее, закономерности распределения пылевых частиц по размерам. Анализ временных рядов концентраций метана показал периодические составляющие, связанные с температурой: тридцати-, десяти-, семи-, трех- и односуточные компоненты. Данные о времени задержки между изменениями температуры и содержанием метана в атмосферном воздухе позволили построить односуточную прогностическую нелинейную авторегрессионную экзогенную модель с высоким коэффициентом корреляции для предсказанных и наблюдаемых значений (около 0,9).
Авторы: Баглаева Е. М., Буевич А. Г., Сергеев А. П., Мамедалиева (Рахматова) А. Ю., Шичкин А. В., Маркелов Ю. И. (ИПЭ УрО РАН).