X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изучение радиационного фона в крепостях, дворцах и замках Санкт-Петербурга и Ленинградской области
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В настоящее время активно изучается радиационный фон в окружающей среде. Это объясняется влиянием радиации на процессы жизнедеятельности человека. Например, последствиями воздействия радиации являются онкологические заболевания, генные мутации, дерматиты и лучевая болезнь. Территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области активно используются человеком на протяжении нескольких веков. За это время люди возвели здесь множество сооружений, основали крупные города, а также построили около десятка крепостей и замков.
В Санкт – Петербурге по данным на 01.01.2019 проживает 5383890 человек. В 2018 году Санкт-Петербург посетило 8,5 миллионов туристов[1]. Эта цифра в 1,5 раза превышает численность населения самого города и подтверждает необходимость контроля над радиацией.
Особое внимание туристов привлекают крепости и замки Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Актуальность
Учёными давно доказано, что наибольшую долю радиационного излучения за всю жизнь (83 %) человек получает от природных источников (эмиссия газа радона в атмосферу, стронция и т.д.). Почти 17 % радиационного облучения человек приобретает во время прохождения медицинских обследований (рентген). И менее 0,1 % от общего числа радиоактивных излучений приходится на атомные электростанции и другие объекты подобного типа.
Излучение естественных источников радиации составляет 65% от общей дозы, получаемой жителями Санкт-Петербурга.
Цель работы: изучить мощности дозы радиации во дворцах и замках Санкт-Петербурга и Ленинградской области
Задачи:
Произвести измерения мощности дозы радиации во дворцах и замках Санкт-Петербурга и Ленинградской области.
Проверить полученные данные на достоверность
Проанализировать достоверные данные
Объекты исследования:
Для работы были выбраны следующие сооружения:
Объекты всемирного наследия ЮНЕСКО: оборонительные сооружения г. Кронштадт, форт Константин, крепость Орешек, Большой Гатчинский дворец.
Объекты культурного наследия народов РФ федерального значения: Михайловский замок, крепость Корела, Выборгский замок, Петропавловская крепость.
Предмет исследования: мощность дозы радиации
Гипотеза: предполагается, что на выбранных объектах мощность дозы радиации не превышает государственных нормативов.
Литературный обзор
Форт Константин— один из фортов, составлявших систему оборонительных сооружений Кронштадта. В неделю форт посещают около 100-150 человек, в выходные количество людей намного больше, чем в будние дни.
Город Кронштадт расположен на острове Котлин. Оборонительные сооружения были первыми постройками на острове, они положили основу формирования архитектурного облика современного Кронштадта[3]. На улице Восстания расположена пятая северная оборонительная казарма. Стены сложены из кирпича. С 2001 года здание казармы входит в список памятников архитектуры федерального значения. [4]
Большой Гатчинский дворецбыл построен в 1781 года. Основной материал – известняк, который добывался в Гатчине. Как музей замок работает с 1918 года[5].
Михайловский замок — был построен в 1800 году. Основной материал – мрамор. Как музей работает с 2003 года. [7]
Выборгский замок основан в 1293 году во время третьего шведского Крестового похода, построен из гранита. Как музей работает с 1970 года. Выборгский замок – единственная в России достаточно хорошо сохранившаяся средневековая европейская крепость. [8-9]
Крепость орешек основана в 1323 году. Музей открыт в 1928 году. Крепость сложена из известняка.[10]
Крепость Корела была построена новгородцами в 1310 году.[11]
Материалом послужил гранит, который добывался недалеко от крепости. Музей открыт в 1962 году.[12]
Петропавловская крепость
Крепость была основана 27 мая 1703 года. План цитадели разрабатывали Петр I и французский инженеро Ламбер де Герен. Крепостные стены полнены из гранита и кирпича.[13-15]
Материалы и методы исследования
Материалом для анализа послужили результаты измерений мощности дозы радиации, полученные в ходе исследования выбранных объектов.
Измерения были произведены с 25/V/2019 по 9/VI/2019 дозиметром-радиометром МКС-АТ6130. Данный прибор имеет свидетельство о поверке.
На каждом объекте были выбраны несколько точек. В каждой из них измерения были произведены в пятикратной повторности. Полученные результаты были статистически обработаны и занесены в таблицу.
Точки №№ 1-8 выбраны в форте Константин (см. рис.1 в Приложении):
На казематированная двухъярусная батарея "Брылкин": №1 - на крыше; №2 - в каземате; №3 - на нижнем орудийном ярусе
№4: Бетонный погреб "Кинжальной батареи";
№5: Батарея Паукера, смотровая площадка;
№6: Открытая батарея для 10-дюймовых орудий 1909 года;
№7: Каменный постамент под краном;
№8: Батарея "Троицкая";
Точки №№ 9-10 выбраны в городе Крондштате (см. рис.2 в Приложении): №9: Оборонительная стена на улице Восстания, против дома №76; №10: Северная оборонительная казарма №5.
Точки №№ 11-14 выбраны в Михайловском замке (см. рис.3 в Приложении): №11: под аркой, у таблички; №12: у памятника, внутренний двор; №13: Тройной мост; №14: угол замка.
Точки №№ 15-21 выбраны в Выборгском замке (см. рис. 4 в Приложении): №15: башня напротив входа с моста; №16: в углу стены около входа в замок; №17: у входа во внутренний двор, со стороны железнодорожного моста; №18: стена в основании башни; №19: перила над гончарной мастерской; №20: внутри замка, под панно у входа; №21: брусчатка во дворе напротив башни.
Точки с №№ 22-26 выбраны в Крепости Орешек (см. рис. 5 в Приложении): №22: Ворота Государевой башни; №23: Флажная башня; №24: Королевская башня; №25: Орудийная станина; №26: Головина башня.
Точки с №№ 27-30 выбраны в Крепости Корела (см. рис. 6 в Приложении): №27: Водяные (Мельничные) ворота; №28: Банный бастион; №29: Старый арсенал; №30: Круглая воротная башня.
Точки №№ 31-43 выбраны в Петропавловской крепости (см. рис. 7 в Приложении): №31: Иоанновские ворота; №32: Иоанновский равелин (северная оконечность); №33: Иоанновский равелин (южная оконечность); №34: Меншиков бастион; №35: Головкин бастион; №36: Никольские ворота; №37: Зотов бастион; №38: Алексеевский равелин (северная оконечность); №39: Алексеевский равелин (южная оконечность); №40: Трубецкой бастион; №41: Нарышкин бастион; №42: Невские ворота; №43: Государев бастион.
Точки №№ 44-48 выбраны в Большом Гатчинском дворце (см. рис. 8 в Приложении): №44: Мост через ров напротив Кухонного каре; №45: Юго-западная башня Кухонного каре; №46: Юго-восточная башня Кухонного каре; №47: Крыльцо входа в музей; №48: Парадный въезд у центрального входа.
Результаты и их обсуждение
В соответствии с государственным нормативом допустимая мощность дозы должна быть не более 0,5 мкЗв/час.
Таблица 1.
Результаты измерений мощности дозы в форте Константин.
|
№ точки, описание |
Мощность дозы, мкЗв/час |
Среднее значение, мкЗв/час |
||||
|
1, Брылкин, крыша |
0,1 |
0,09 |
0,11 |
0,08 |
0,12 |
0,1 |
|
2, Брылкин, коридор |
0,25 |
0,25 |
0,24 |
0,25 |
0,25 |
0,248 |
|
3, Брылкин, нижний ярус |
0,3 |
0,29 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,298 |
|
4, бетонный погреб |
0,11 |
0,1 |
0,11 |
0,12 |
0,11 |
0,11 |
|
5, батарея Паукера |
0,17 |
0,19 |
0,16 |
0,15 |
0,18 |
0,17 |
|
6, открытая батарея |
0,24 |
0,23 |
0,26 |
0,25 |
0,22 |
0,24 |
|
7, основание крана |
0,46 |
0,45 |
0,44 |
0,46 |
0,46 |
0,454 |
|
8, батарея Троицкая |
0,41 |
0,41 |
0,41 |
0,4 |
0,41 |
0,408 |
Во всех выбранных точках значения мощности дозы не превышают государственного норматива. (Табл.1)
Таблица 2.
Результаты измерений мощности дозы в городе Кронштадт.
|
Мощность дозы, мкЗв/час |
Среднее значение, мкЗв/час |
||||||
|
9, оборонительная стена |
0,22 |
0,21 |
0,22 |
0,22 |
0,22 |
0,218 |
|
|
10, казарма № 5 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
В Кронштадте мощность дозы в 2,3 – 2,5 раза меньше максимально допустимой. (Табл.2)
Таблица 3.
Результаты измерений мощности дозы в Михайловском замке.
|
№ точки, описание |
Мощность дозы, мкЗв/час |
Среднее значение, мкЗв/час |
|||||
|
11, под аркой |
0,26 |
0,25 |
0,25 |
0,26 |
0,26 |
0,256 |
|
|
12, у памятника |
0,27 |
0,26 |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
0,268 |
|
|
13, на мосту |
0,22 |
0,2 |
0,18 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
|
14, угол замка |
0,16 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,17 |
0,168 |
|
На данном объекте мощность дозы также не превышала норматива. (Табл.3)
Таблица 4.
Результаты измерений мощности дозы в Выборгском замке.
|
№ точки, описание |
Мощность дозы, мкЗв/час |
Среднее значение, мкЗв/час |
|||||
|
15, башня напротив моста |
0,24 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,25 |
0,248 |
|
|
16, угол стены |
0,24 |
0,24 |
0,24 |
0,23 |
0,24 |
0,238 |
|
|
17, вход во внутренний двор |
0,35 |
0,34 |
0,35 |
0,35 |
0,33 |
0,344 |
|
|
18, основание башни |
0,39 |
0,39 |
0,39 |
0,39 |
0,38 |
0,388 |
|
|
19, перила над мастерской |
0,47 |
0,47 |
0,46 |
0,47 |
0,46 |
0,466 |
|
|
20, фойе музея |
0,37 |
0,38 |
0,39 |
0,38 |
0,39 |
0,382 |
|
|
21, брусчатка |
0,36 |
0,36 |
0,35 |
0,36 |
0,35 |
0,356 |
|
В Выборгском замке зафиксировано самое высокое значение мощности дозы (0,47 мкЗв/час), однако нарушения требований НРБ – 99/2009 нет. (Табл.4)
Таблица 5.
Результаты измерений мощности дозы в крепости Орешек.
|
№ точки, описание |
Мощность дозы, мкЗв/час |
Среднее значение, мкЗв/час |
||||
|
22, Государева башня |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,074 |
|
23, Флажная башня |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,08 |
|
24, Королевская башня |
0,08 |
0,08 |
0,09 |
0,07 |
0,08 |
0,08 |
|
25,орудийная станина |
0,1 |
0,1 |
0,09 |
0,09 |
0,09 |
0,094 |
|
26, Головина башня |
0,06 |
0,06 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,054 |
Средние значения самые низкие из всех зафиксированных. (Табл. 5)
Таблица 6.
Результаты измерений мощности дозы в крепости Корела.
|
№ точки, описание |
Мощность дозы, мкЗв/час |
Среднее значение, мкЗв/час |
||||
|
27, Водяные ворота |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,14 |
0,14 |
0,146 |
|
28, Банный бастион |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,09 |
0,09 |
0,096 |
|
29, старый арсенал |
0,18 |
0,18 |
0,18 |
0,18 |
0,18 |
0,18 |
|
30,круглая воротная башня |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
В крепости Корела мощность дозы в 2,7-5,2 раза меньше допустимой. (Табл.6)
Таблица 7.
Результаты измерений мощности дозы в Петропавловской крепости.
|
№ точки, описание |
Мощность дозы, мкЗв/час |
Среднее значение, мкЗв/час |
||||
|
31, Иоанновские ворота |
0,18 |
0,18 |
0,16 |
0,17 |
0,17 |
0,172 |
|
32, Иоанновский равелин1 |
0,12 |
0,12 |
0,12 |
0,11 |
0,1 |
0,114 |
|
33, Иоанновский равелин2 |
0,28 |
0,29 |
0,28 |
0,3 |
0,29 |
0,288 |
|
34,Меншиков бастион |
0,22 |
0,19 |
0,12 |
0,18 |
0,17 |
0,176 |
|
35, Головкин бастион |
0,12 |
0,11 |
0,1 |
0,11 |
0,1 |
0,108 |
|
36, Никольские ворота |
0,09 |
0,09 |
0,09 |
0,1 |
0,1 |
0,094 |
|
37, Зотов бастион |
0,09 |
0,08 |
0,08 |
0,09 |
0,09 |
0,086 |
|
38, Алексеевский равелин1 |
0,2 |
0,22 |
0,21 |
0,2 |
0,2 |
0,206 |
|
39, Алексеевский равелин2 |
0,28 |
0,25 |
0,25 |
0,26 |
0,25 |
0,258 |
|
40, Трубецкой бастион |
0,23 |
0,24 |
0,25 |
0,23 |
0,24 |
0,238 |
|
41, Нарышкин бастион |
0,18 |
0,18 |
0,19 |
0,18 |
0,18 |
0,182 |
|
42, Невские ворота |
0,2 |
0,19 |
0,2 |
0,21 |
0,19 |
0,198 |
|
43, Государев бастион |
0,25 |
0,26 |
0,23 |
0,24 |
0,25 |
0,246 |
Мощность дозы в 2 – 5,3 раза меньше максимально разрешенной. (Табл. 7)
Таблица 8.
Результаты измерений мощности дозы в Большом Гатчинском дворце
|
№ точки, описание |
Мощность дозы, мкЗв/час |
Среднее значение, мкЗв/час |
|||||
|
44, мост |
0,11 |
0,1 |
0,12 |
0,11 |
0,11 |
0,11 |
|
|
45, юго-западная башня |
0,18 |
0,19 |
0,19 |
0,2 |
0,19 |
0,19 |
|
|
46, юго-восточная башня |
0,27 |
0,28 |
0,29 |
0,28 |
0,29 |
0,282 |
|
|
47, вход в музей |
0,27 |
0,27 |
0,27 |
0,25 |
0,26 |
0,264 |
|
|
48, парадный въезд |
0,16 |
0,16 |
0,16 |
0,16 |
0,16 |
0,16 |
|
В Большом Гатчинском дворце мощности дозы в 1,7 – 4,5 раза меньше норматива. (Табл. 8)
Выводы:
Анализ результатов показал, что мощность дозы во всех сооружениях не превышает норматива, гипотеза подтвердилась
На территории форта Константин наибольшей мощность дозы отмечена у основания подъёмного крана.
Оборонительные сооружения в городе Кронштадт имеют примерно одинаковую мощность дозы
В Михайловском замке большее значение дозиметр отметил во внутреннем дворе, за памятником Павлу I.
В Выборгском замке зафиксировано наибольшее значение по сравнению с остальными исследуемыми точками – 0,47 мкЗв/час, но и оно удовлетворяет требованиям НРБ
В крепости Орешек отмечены самые низкий уровень радиации
В крепости Корела мощность дозы невелика, самое высокое значение в 2,7 раза меньше допустимого.
Значение мощности дозы в Петропавловской крепости в 2 раза меньше норматива
В здании Большого Гатчинского дворца мощность дозы не превышает норматива.
По результатам измерений все сооружения соответствуют нормативу НРБ – 99/2009
Ссылки:
По итогам 2018 года Петербург вошел в тройку самых туристических городов России [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.spb.kp.ru/online/news/3341594/. - 15/06/2019
Радиационное загрязнение Санкт-петербурга [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.dishisvobodno.ru/rad_eco_spb.html. -30/07/2019
Оборонительная стена [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://rutraveller.ru/place/49163 -30/07/2019
1-я северная оборонительная казарма [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://rutraveller.ru/place/117261-30/07/2019
Государственный музей-заповедник Гатчина [Электронный ресурс]. – Режим доступа: gatchinapalace.ru/m/musei/histiru.php -30/07/2019
Русский музей/Михайловский замок [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rusmuseum.ru/mikhailovsky-castle/ -30/07/2019
Памятник Павлу 1[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://travel70.ru/pamjatnik-pavlu-1/ -30/07/2019
Выборгский объединённый музей-заповедник [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vyborgmuseum.org/ -30/07/2019
Выборгский замок - режим работы и стоимость билетов - лето 2019, описание и официальный сайт [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.spb-guide.ru/page_20231.htm -30/07/2019
О Крепости Орешек (Шлиссельбургская крепость) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://petrokrepost.ru/o-kreposti/ -30/07/2019
Государственный музей-крепость Корела [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://korelafortess.ru/ -30/07/2019
Крепость Корела [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.russian-goldenring.ru/Sight.aspx?id=2627 -30/07/2019
Крепость, не знавшая сражений [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.culture.ru/materials/111585/krepost-ne-znavshaya-srazhenii -30/07/2019
Иоанновские ворота в Петропавловской крепости [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://rutraveller.ru/place/42550 -30/07/2019
Никольские ворота [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://izi.travel/ru/a830-nikolskie-vorota/ru -30/07/2019
Приложение
Рис.1. Расположение точек на территории форта Константин
Рис.2. Расположение точек в городе Кронштадт
Рис.3. Расположение точек в Михайловском замке
Рис.4. Расположение точек в Выборгском замке
Рис.5. Расположение точек в крепости Орешек
Рис.6. Расположение точек в крепости Корела
Рис.7. Расположение точек в Петропавловской крепости
Рис.8. Расположение точек в Большом Гатчинском дворце
13