Spectral Analysis of Structural Changes of the Heart Valves at Different Stages of Their Decellularization

Presents the results of applying the method of Raman spectroscopy for the qualitative analysis of the surfaces of the heart valve of sheep before and during their decellularization. Optical analysis showed that the implementation of decellularization valves reduces the content of glycosaminoglycans, proteins and lipids. Found that using specified optical coefficients, it is possible to control the efficiency of the process of decellularization heart valves. Keywords: Raman spectroscopy, heart valve, optical coefficient, decellularization, spectral analysis

Радиационно-гигиеническая оценка содержания и распределения 90Sr и 137Cs в ихтиофауне Обь-Иртышской речной системы

The aim of the work is the radiation-hygienic assessment of 90Sr and  137Cs content in fish of the Ob-Irtysh river system and the study of the basic laws of the radionuclides accumulation in the ichthyofauna of these rivers. To perform this task, long-term results of radioecological studies of fish from the Techa, Irtysh and Ob rivers for the period 2004-2016 were used. Fish as a food product was evaluated according to two criteria: a) permissible levels of radionuclides specific activity (SanPiN 2.3.2.1078-01); b) using the indicator of conformity В and uncertainty of its definition ΔВ (GOST 32161-2013 and GOST 32163-2013). It is shown that a higher content of radionuclides is observed in the ichthyofauna of the Techa river (1379.1 Bq/kg for 90Sr and 41.9 Bq/kg for 137Cs). On the Ob and Irtysh rivers, the average specific activity of radionuclides in fish was significantly lower and slightly changed during the surveyed area: for 90Sr in the range of 6.0 ÷ 8.1 Bq/kg (mean 6.8), for 137Cs – 0.6 ÷ 1.9 Bq/kg (mean 1.3). Assessment for compliance with radiation safety criteria using the indicator of compliance and its uncertainty (В+ΔВ) confirmed the unsuitability of use for food purposes by the radiation factor of all studied fish species from the Techa river (45÷55 >1). Fish from all other studied areas of the Ob-Irtysh river system can be used for food without restrictions (0,06÷0,53 < 1). The distribution of 90Sr and 137Cs in the ichthyofauna of the Ob-Irtysh river system part over a 2400 km is presented in the form of empirical regression models. The models describe a sharp decrease in the radionuclides specific activity in fish in the Techa and Iset rivers by two orders for 90Sr (from 2000 to 20 Bq/kg), and by one order for 137Cs (from 40 to 2 Bq/kg). With a high degree of reliability (R2>0.86 for 90Sr and R2>0.92 for 137Cs), the presence of power relationships between the content of radionuclides in the ichthyofauna and their content in water was shown, with adequacy confirmed by Fisher’s F-criteria. This can be used for a preliminary assessment of the radionuclides level in fish based on the results of measurements of the average annual concentrations of these radionuclides in water.Целью настоящей работы является радиационно-гигиеническая оценка содержания 90Sr и 137Cs в рыбе Обь-Иртышской речной системы и изучение основных закономерностей накопления радионуклидов в ихтиофауне этих рек. Для выполнения данной задачи были использованы многолетние результаты радиоэкологических исследований рыбы из рек Теча, Иртыш и Обь за период 2004–2016 гг. Выполнена оценка рыбы как пищевого продукта по двум критериям: а) допустимые уровни удельной активности радионуклидов (СанПиН 2.3.2.1078-01); б) с использованием показателя соответствия В и неопределенности его определения ΔВ (ГОСТ 32161-2013 и ГОСТ 32163-2013). Показано, что более высокое содержание радионуклидов наблюдается в ихтиофауне реки Теча (1379,1 Бк/кг по 90Sr и 41,9 Бк/кг по 137Cs). На реках Обь и Иртыш средние показатели удельной активности радионуклидов в рыбе были существенно ниже и слабо изменялись на протяжении обследованного участка: для 90Sr в диапазоне 6,0–8,1 Бк/кг (среднее 6,8), для 137Cs – 0,6–1,9 Бк/кг (среднее 1,3). Оценка на соответствие критериям радиационной безопасности с использованием показателя соответствия В и его неопределенности ΔВ (В+ΔВ) подтвердила непригодность использования в пищевых целях по радиационному фактору всех исследованных видов рыб из р. Течи (45–55 >1). Рыба из всех остальных исследованных участков Обь-Иртышской речной системы может быть использована в пищу без ограничений (0,06–0,53 < 1). Закономерности распределения 90Sr и 137Cs в ихтиофауне Обь-Иртышской речной системы на участке протяженностью 2400 км представлены в виде эмпирических регрессионных моделей. Модели описывают резкое снижение удельной активности радионуклидов в рыбе на участке рек Теча – Исеть на два порядка величин по 90Sr (с 2000 до 20 Бк/кг) и на один порядок по 137Cs (с 40 до 2 Бк/кг). С высокой степенью достоверности (R2 >0,86 для 90Sr и R2 >0,92 для 137Cs) показано наличие степенных зависимостей между содержанием радионуклидов в ихтиофауне и их содержанием в воде, с адекватностью, подтвержденной критериями Фишера. Это может быть использовано для предварительной оценки уровня содержания радионуклидов в рыбе на основе результатов измерений среднегодовых концентраций этих радионуклидов в воде

The Mechanisms of Formation of the Seasonal Variations of 137Cs Content in the Organisms of Freshwater Fish

Актуальность работы обусловлена тем, что до настоящего времени не определено, в какой период года удельная активность 137Cs в рыбах достигает наибольших величин. Методами математического моделирования проанализированы механизмы формирования сезонных колебаний содержания 137Cs в организме пресноводных рыб. Показано, что содержание 137Cs может достигать максимальных величин в любой период года. Период максимального содержания 137Cs в рыбах разных видов зависит от интенсивности питания рыб и содержания 137Cs в кормовых объектах. Актуальність роботи зумовлена тим, що на сьогодні не визначений період року, в який питома активність 137Cs у рибах досягає максимальних значень. Методами математичного моделювання проаналізовано механізми формування сезонних варіацій вмісту 137Cs в організмі прісноводних риб. Показано, що вміст 137Cs може досягати максимальних величин у будь-який період року. Період максимального вмісту 137Cs у рибах різних видів залежіть від інтенсивності їхнього живлення та вмісту 137Cs у кормових об’єктах. Relevance of the work due to the fact that up to now period of year, when specific activity of 137Cs in fish reaches its maximum is not defined. Using methods of mathematical modeling formation mechanisms of seasonal variations of 137Cs in the organism of freshwater fish was analysed. It is shown that the concentration of 137Cs can reach maximum values at any time during the year. The period of maximum of 137Cs content in fish of different species depends on the intensity of fish nutrition and 137Cs content in food objects.Работа выполнена в отделе пресноводной радиоэкологии ИГ НАН Украин

STRUCTURE, PHASE COMPOSITION AND PROPERTIES OF SUPER-α2 ALLOY SHEETS AFTER QUENCHING FORM DIFFERENT TEMPERATURES

Изучено влияние закалок с различных температур с предварительной закалкой из β-области на структуру, фазовый состав и механические свойства листов сплава Ti-20Al-12Nb. Было установлено, что для этого сплава температурный диапазон 650…850 °С отвечает трехфазной α2+O+β-области. При температурах 650…750 °С содержание α2-фазы невелико. В диапазоне 900…1050 °С сплав приобретает двухфазное β + α2 состояние. Наименьшие значения твердости HV зафиксированы на образцах, закаленных с температуры 850 °С. Для проведения дальнейшей холодной деформации можно рекомендовать термическую обработку в виде закалки с температурного диапазона около 850°С для листов в структуре которых исходно содержится первичная α2-фаза.The effect of quenching from different temperatures on structure, phase composition and mechanical properties of the alloy Ti-20Al-12Nb was studied. It was found that the alloy is in three-phase α2+O+β-field in the temperature range of 650...850 °C. Quantity of α2-phase is low at temperatures of 650...750 °C. The alloy is in a two-phase β + α2 phase field at the temperature range 900...1050 °C. It was found that the lowest HV hardness values are observed after quenching from 850 °C. The quenching at 850 °C can be recommended for cold deformation of sheets, which initially contains the primary α2 phase in the structure.Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации МК-7923.2016.8

Радиационный мониторинг питьевой воды в районе Белоярской АЭС

The article provides a radiation-hygienic assessment of the current state of drinking water supply sources for the population in the observation area of the the Beloyarsk NPP and the Institute of Nuclear Materials. We determined the content of natural (234U, 238U, 226Ra, 228Ra, 210Po, 222Rn, 210Pb, 228Th, 230Th, 232Th) and technogenic (3H, 14C, 60Co, 90Sr, 134Cs, 137Cs, 238Pu, 239,240Pu, 241Am) radionuclides in drinking water of tap water, water boreholes and water wells in test settlements located at different distances and directions from radiation hazardous facilities. Results of monitoring of water sources in 2012–2013 and 2019 showed the radiation safety of drinking water in the vicinity of the Beloyarsk NPP according to several criteria. Thus, the maximum levels of the gross specific alpha-activity of radionuclides in water samples were 3.9 times lower than the control level (0.2 Bq/kg), the gross specific beta-activity was 5.7 times lower than the control level (1 Bq/ kg). Over the entire observation period, none of the drinking water samples exceeded the control levels both for individual radionuclides and for the sum of the ratios of specific activities to control levels. The content of natural and artificial radionuclides in drinking water near the Beloyarsk NPP decreases in the following order: water wells > water boreholes > tap water. For the past 20 years, there was a decrease in tritium specific activity in drinking water of the Beloyarsk NPP region by 20–35%, depending on the source of water supply. It was noted that the launch of the BN-800 reactor also did not lead to an increase in the content of other artificial radionuclides (90Sr, 137Cs) in groundwater. The average annual effective dose of internal exposure of the population due to drinking water consumption in the vicinity of the Beloyarsk NPP is 0.05 mSv, according to conservative estimates – 0.07 mSv, which is below the radiation safety threshold (0.1 mSv/a) recommended by the WHO. Natural radionuclides play the primary role in the formation of the annual average effective dose for internal irradiation (98.9%) due to drinking water consumption on the considered territories. 210Po makes the largest contribution to the dose from natural radioisotopes – 43%, somewhat less is made by 210Pb – 25%. The third place in the dose formation from natural radionuclides belongs to 234U (8%), 228Ra (7%), 226Ra (6%) and 230Th (6%). The contribution of other natural radioisotopes in the formation of the internal radiation dose from drinking water consumption does not exceed 2-3%. The contribution of technogenic radionuclides to the annual average effective dose from the consumption of drinking water is negligible (about 1%). Of the technogenic components, 90Sr (60%), 3H (20%), and 241Am (12%) play the most significant role in the formation of the internal exposure dose.В статье дана радиационно-гигиеническая оценка современного состояния источников питьевого водоснабжения населения в зоне наблюдения Белоярской АЭС и Института реакторных материалов. На примере тестовых населенных пунктов, расположенных на разном расстоянии и направлениях от радиационно-опасных объектов, определено содержание природных (234U, 238U, 226Ra, 228Ra, 210Po, 222Rn, 210Pb, 228Th, 230Th, 232Th) и техногенных (3H, 14C, 60Co, 90Sr, 134Cs, 137Cs, 238Pu, 239,240Pu, 241Am) радионуклидов в питьевой воде водопроводов, скважин и колодцев. Результаты мониторинга источников водопользования в 2012–2013 гг. и в 2019 г. показали радиационную безопасность питьевых вод в регионе Белоярской АЭС по ряду критериев. Так, максимальные уровни удельной суммарной альфа-активности радионуклидов в пробах были в 3,9 раза ниже критерия предварительной оценки соответствия воды требованиям радиационной безопасности (0,2 Бк/кг), удельной суммарной бета-активности – в 5,7 раза меньше данного критерия (1 Бк/кг). За весь период наблюдений ни в одной из проб питьевых вод не были превышены как уровни вмешательства по отдельным радионуклидам, определенные Приложением 2а к НРБ-99/2009, так и критерий соответствия питьевой воды требованиям радиационной безопасности – сумма отношений удельных активностей радионуклидов к уровням вмешательства не превышала 1. Содержание природных и техногенных радионуклидов в питьевой воде района Белоярской АЭС снижается в ряду: колодцы > скважины > водопроводы. Показано уменьшение за последние 20 лет удельной активности трития в питьевой воде района Белоярской АЭС на 20–35% в зависимости от источника водоснабжения. Отмечено, что начало эксплуатации реактора БН-800 не привело к увеличению содержания техногенных радионуклидов (90Sr, 137Cs) в подземных водах. Средняя годовая эффективная доза внутреннего облучения населения от потребления питьевой воды в зоне потенциального влияния Белоярской АЭС составляет 0,05 мЗв, по консервативным оценкам – 0,07 мЗв, что ниже референтного дозового уровня ожидаемой эффективной дозы за счет потребления питьевой воды в течение одного года (0,1 мЗв/ год), рекомендованного ВОЗ. Основной вклад в формирование средней годовой эффективной дозы внутреннего облучения населения (98,9%) от потребления питьевой воды в районе Белоярской АЭС вносят природные радионуклиды. Наибольший вклад в дозу внутреннего облучения за счет потребления питьевой воды от природных радиоизотопов вносит 210Po – 43%, несколько меньший 210Pb – 25%. На третьем месте в дозоформировании от природных радионуклидов находятся: 234U (8%), 228Ra (7%), 226Ra (6%) и 230Th (6%). Роль остальных природных радиоизотопов в формировании дозы внутреннего облучения от потребления питьевой воды не превышает 2–3%. Вклад техногенных радионуклидов в среднюю годовую эффективную дозу от потребления питьевой воды ничтожно мал (около 1%). От техногенной компоненты наибольший вклад в формирование дозы внутреннего облучения вносят 90Sr (60%), 3H (20%) и 241Am (12%)

Оценка влияния эксплуатации реактора БН-800 на содержание радионуклидов в местных продуктах питания района Белоярской АЭС

The research results are presented as an analysis of long-term data on the effect of gas-aerosol emissions and liquid discharges of Beloyarsk NPP and the Institute of Reactor Materials on the content of artificial radionuclides in local foodstuffs. It was noted that the distance and directions from radiation-hazardous facilities do not significantly affect the accumulation of 90Sr and 137Cs in potatoes and milk. The investigation of a wide range of foodstuffs from the private households of 23 settlements, forests, rivers, and a reservoir of the 30-km zone of the Beloyarsk NPP influence showed that the operation of the BN-800 reactor since 2016 did not lead to a registered increase in the content of artificial radionuclides in agricultural and natural foodstuffs. The maximum specific activities of 90Sr (0.84 Bq/kg) and 137Cs (0.26 Bq/kg) in root vegetables, potatoes, melons and vegetables were noted before the start of operation of the new power unit and were 45 and 300 times, respectively, lower than the current SanPiN standards. The highest content of 90Sr in milk (0.41 Bq/l) was 60 times lower than the requirements of SanPiN, 137Cs (0.11 Bq/l) was 900 times less than the permissible levels. In poultry, the specific activity of 90Sr (0.2-0.3 Bq/kg) and 137Cs (0.13-0.16 Bq/kg) has remained stable low in recent years, and the standardised content of 137Cs in beef (maximum 0.12 Bq/kg) more than 1.5 thousand times lower than the requirements of SanPiN. The highest concentration of 137Cs in wild berries, found in strawberries (1.27 Bq/kg), was 125 times less than SanPiN standards. The content of 90Sr in mushrooms was at the level of 0.1-2.5 Bq/kg, the content of 137Cs is slightly higher than - 0.6-5.8 Bq/kg. The maximum recorded specific activity of 137Cs in mushrooms was more than 80 times lower than the requirements of SanPiN. During the observation period, a decrease of up to 20% or more in the content of artificial radionuclides in samples of 5 fish species was noted; the maximum levels of 90Sr and 137Cs in it were 14 times lower than the strictest SanPiN standards (using fish for baby food). Selective radiation monitoring of foodstuffs of Beloyarsk NPP area aimed at 3H and 14C showed that the content of these radionuclides in foodstuffs was low, close to the background level. In agricultural products, 3H and 14C accumulated to a greater extent in potatoes and milk, and in natural products – in rough boletus and bream. There was noted a need to continue research on the accumulation of 3H and 14C in foodstuffs of Beloyarsk NPP vicinity.В работе представлен анализ многолетних данных по влиянию газоаэрозольных выбросов и жидких сбросов Белоярской АЭС и Института реакторных материалов на содержание техногенных радионуклидов в местных пищевых продуктах. Отмечено, что расстояние и направления от радиационно опасных объектов значимо не влияют на накопление 90Sr и 137Cs в картофеле и молоке. На примере широкого ряда продуктов питания из частного сектора 23 населенных пунктов, лесов, рек и водохранилища 30-километрвой зоны влияния Белоярской АЭС показано, что эксплуатация с 2016 г. реактора БН-800 не привела к регистрируемому увеличению содержания техногенных радионуклидов в сельскохозяйственной и природной пищевой продукции. Максимальные удельные активности 90Sr (0,84 Бк/кг) и 137Cs (0,26 Бк/кг) в корнеплодах, картофеле, бахчевых и овощах отмечались до начала эксплуатации нового энергоблока и были в 45 и 300 раз соответственно ниже действующих нормативов СанПиН. Наиболее высокое содержание в молоке 90Sr (0,41 Бк/л) было в 60 раз ниже требований СанПиН, 137Cs (0,11 Бк/л) в 900 раз меньше нормативов. В мясе домашней птицы удельная активность 90Sr (0,2–0,3 Бк/кг) и 137Cs (0,13–0,16 Бк/кг) в последние годы остается стабильно низкой, а нормируемое содержание 137Cs в говядине (максимально – 0,12 Бк/кг) более чем в 1,5 тыс. раз ниже требований СанПиН. Наиболее высокая концентрация 137Cs в лесных ягодах, обнаруженная в землянике (1,27 Бк/кг), меньше нормативов СанПиН в 125 раз. Содержание 90Sr в грибах находится на уровне 0,1–2,5 Бк/кг, 137Cs несколько выше – 0,6–5,8 Бк/кг. Максимально зафиксированная удельная активность 137Cs в грибах ниже требований СанПиН более чем в 80 раз. Отмечено уменьшение за период наблюдений до 20% и более содержания техногенных радионуклидов в пробах 5 видов рыб; максимальные уровни 90Sr и 137Cs в ней были ниже наиболее жестких нормативов СанПиН (использование рыбы для детского питания) в 14 раз. Выборочный радиационный контроль пищевых продуктов района Белоярской АЭС на 3H и 14C показал, что содержание этих радионуклидов в продуктах питания находится на низком, близком к фоновому уровне. В сельскохозяйственной продукции 3H и 14C в большей степени накапливаются в картофеле и молоке, из при- родных продуктов в подберезовике и леще. Отмечена необходимость продолжения исследований по изучению накопления 3H и 14C в продуктах питания района Белоярской АЭС

Some Trends in Updating the Nomenclature of Specialties of Researchers in the Areas of Research Methods and Means of Intellectualization

For discussion, some features of understanding modern concepts in the extremely interesting developing field of breakthrough technologies are proposed, with the definition of characteristic (primary, verifiable, reliable, etc.) features and (also and/or later) elements of the so-called concept of “Artificial Intelligence”. From the standpoint of eliminating administrative restrictions, the main focus is on popularization and some trends in updating the nomenclature of specialists of researchers in the areas of research methods and means of intellectualization (Artificial Intelligence (AI), Machine Learning (ML), Intelligent Transport Systems (ITS), Robotic Systems (RS), and others)