Ученые Объединенного института ядерных исследований в Дубне (ОИЯИ) и Воронежского государственного лесотехнического университета имени Г. Ф. Морозова (ВГЛТУ) проведут серию экспериментов по проверке, разработке методических основ и сценариев применения углеродных полигонов и климата -лесохозяйственные проекты метода меченых нейтронов (ММН).
Обычные методы определения содержания углерода в почве очень трудоемки, требуют большого количества тщательно подготовленных проб почвы в полевых условиях и сложных лабораторных анализов. Требуется много ресурсов, времени, усилий и денег, чтобы «вручную» отслеживать углерод в почве и составлять карту его распределения в почвах в диапазоне содержания углерода. В то же время результаты обследования могут иметь низкую степень точности из-за особенностей метода обследования и большой площади полигона.
«Получение надежных данных о запасах углерода в почве имеет решающее значение как для сельского, так и для лесного хозяйства. Нужно четко знать состав почвы, чтобы понимать, какие культуры могут на ней расти. А новый инновационный метод позволяет значительно упростить процесс мониторинга углерода в почве для проведения необходимых замеров в полевых условиях без отбора проб и без сложной пробоподготовки», — отметила проректор ВГЛТУ Светлана Морковина.
Ученые предложили контролировать содержание углерода в почве методом меченых нейтронов с помощью переносного нейтронного генератора. Почвенные макроэлементы при облучении нейтронами испускают гамма-кванты, по которым можно их идентифицировать и определить уровень их концентрации в почве. Среди преимуществ нового метода — точность, сравнимая с точностью химического анализа почвы, а также охват больших изучаемых площадей.
«Такой метод можно сравнить с «отпечатками пальцев» стихии. В этом смысле углерод наиболее удобен для анализа, так как его гамма-спектр состоит из одной линии, энергии которой достаточно для проникновения через большую толщу исследуемого грунта. А по гамма-всплескам можно достаточно точно в режиме реального времени определить, сколько углерода находится в почве в зоне облучения», — пояснил Юрий Копач, заведующий сектором исследований нейтронно-ядерного взаимодействия Нейтронной лаборатории ОИЯИ. Физический.
По словам ученого, метод до конца не разработан и сейчас проводятся экспериментальные испытания в лаборатории. Он указывал, что сегодня одним из недостатков метода является то, что он определяет общее содержание углерода, а не только органического, что представляет интерес для почвоведов.
«В этом смысле мы заинтересованы во взаимодействии с почвоведами, чтобы попытаться совместить метод меченых нейтронов с другими методами или найти способ изолировать данные в ММН именно по органическому углероду», — добавил Юрий Копач.
Для проведения исследований непосредственно в полевых условиях в Воронежской области необходимо создать мобильный вариант нейтронного генератора, который можно будет перемещать по территории углеродного полигона ВГЛТУ. Это потребует финансирования из дополнительных источников.
