Исследование распределения концентрации радона в полостях Воронцовской пещерной системы (Западный Кавказ).
Покровский Константин Михайлович
Санкт-Петербургский государственный горный институт

Научный руководитель: Федоров В.Л. и Ляхницкий Ю.С., канд.физ-мат.наук канд.геол-минер.наук
Соавторы: Городецкий Андрей Александрович студент 2-го курса физического факультета СПбГУ

Воронцовская система пещер расположена в Сочинском национальном парке в 18км от побережья Черного моря в районе истока реки Кудепсты. Район расположения пещеры находится на высоте 550м над уровнем моря и приурочен к Монастырскому тектоническому разлому. Пещера заложена в меловых известняках мощностью до 50м. Общая протяженность полостей пещеры 11,8км. Пещера имеет 10 известных входных отверстий. В некоторых входных отверстиях обитали палеолитические люди. Перепад высот самого высоко расположенного входного отверстия и наиболее низко расположенного 225м. Так как входные отверстия и пещерные полости имеют значительные поперечныя сечения, то в пещере наблюдаются мощные воздушные потоки. Направления воздушных потоков определяются разностью температур на дневной поверхности и внутри пещеры. Пещера расположена вблизи курортного района и интенсивно осваивается в экскурсионно-туристическом варианте.

Настоящее исследование проводено с целью определения радиационной обстановки внутри и вне пещеры и осуществлялось экспедицией, поддержанной грантом программы 'Интеграция' РФ. Экспедиционные работы проводились в августе 1999г. и в августе 2000г. Ранее радиационные измерения в Воронцовской пещере не выполнялись и настоящие исследование является первым исследованием радиационной обстановки в этой пещерной системе.

В августе 1999 года была проведена g -съемка на поверхности и в полостях Воронцовской пещеры. Измерения проводились с помощью радиометра      СПР-68. На дневной поверхности вблизи пещеры радиационный фон не превышает  14 мкР/час. Средний радиационный фон по полостям пещеры составляет 4 мкР/час и колеблется от 3 до 8 мкР/час. Наибольший фон наблюдается в полостях заполненных отложениями пещерного туфа (8мкР/час), наименьший (не более 3мкР/час) в полостях выложенных известняком. В полостях с мощными глинистыми отложениями или водяными потоками радиационный фон имеет среднюю величину и колеблется от 4 до 6 мкР/час. Таким образом, средний g -фон на поверхности и в полостях пещеры отличается практически в 3 раза, причем в пещере он меньше.

Исследование распределения концентрации радона в полостях Воронцовской пещерной системы проводилось с помощью трековых радиометров по методике разработанной НИИРГ и НПО ВНИИМ им. Д.И. Менделеева позволяющая выявить объемную активность радона. Время экспозиции в августе 1999г.составляло от 6 до14 суток. В общей сложности было выставлено 45 трековых радиометров.

Объемная активность радона на поверхности 20Бк/м3. В полостях объемная активность радона чрезвычайно неравномерна и колеблется в пределах от 600Бк/м3 в Туфовом зале и до 20Бк/м3 (грот Очажный, основная галерея Воронцовской пещеры, грот Пантеон, ход теплый). Малая объемная активность радона (20Бк/м3) наблюдается в хорошо проветриваемых залах, в то время как в полостях, где воздушные потоки отсутствуют (зал Туфовый(600Бк/м3), Сталагмитовый(400Бк/м3), зал Тишины(160Бк/м3) объемная концентрация радона повышена.

Исследования распределения концентрации радона в полостях Воронцовской пещеры были повторены в августе 2000 года. Было выставлено 60 радоновых радиометров. Экспозиция составила от 17 до19 суток. Полученная картина распределения радона с одной стороны подтвердила закономерности его локализации в карстовых полостях, установленные ранее и с другой стороны свидетельствовала об общем значительном повышении фона по сравнению с аналогичным периодом в 1999 году. На значительной части точек наблюдения концентрация радона увеличилась практически на порядок. Так, например, в Туфовом зале объемная активность радона составила 2900Бк/м3 (в 1999г-600Бк/м3), в зале Тишины 1400Бк/м3,(в 1999г-160Бк/м3) ,в ходе Труба 1550Бк/м3 (в 1999г.-170Бк/м3), в Люстровом зале Лабиринтовой пещеры 580Бк/м3 (в 1999г.-68Бк/м3), на перекрестке Главной галереи и хода Лагерного 540Бк/м3 (в 1999г.-50Бк/м3).На дневной поверхности 20Бк/м3.

Исходя из проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

  1. Концентрация радона в пещерных полостях значительно выше, чем на дневной поверхности.

  2. Наиболее высокие значения концентрации радона отмечаются для изолированных участков с застойным микроклиматическим режимом.

  3. Сравнительно низкие концентрации радона отмечаются в полостях, хорошо проветриваемых.

  4. Особо высокие концентрации характерны для полостей, которые заложены по мощным тектоническим нарушениям (зал Туфовый, зал Тишины, Главная галерея Лабиринтовой пещеры).

  5. Общее значительное повышение концентрации радона в Воронцовской пещерной системе, наблюдавшееся в августе 2000года можно связать с землетрясением, которое произошло вблизи Догомыса 30.10.2000 в 4час.17мин. Сила землетрясения составила 5,5 баллов по шкале Рихтера в эпицентре.

  6. Представляется рациональным установить аппаратуру постоянного контроля за активностью радона в пещерных полостях с целью прогнозирования вероятных землетрясений.

Библиографический список:

  1. И.А. Лучин "Изменение концентрации радона-предвесник эндогенных пожаров, горных ударов и землетрясений и оценка влияния этих изменений на потенциальную радоноопасность территорий" (Научно-информационный журнал "АНРИ", Вып. 3 (1996/97г.),

(c) АСФ России, 2001