RADONNING HAJMIY FAOLLIGI ETALONI UCHUN DASTLABKI ASOSLARNI ISHLAB CHIQISH

Educational Research in Universal Sciences ISSN: 2181-3515 VOLUME 4 | ISSUE 15 | 2025 https://t.me/Erus_uz Multidisciplinary Scientific Journal November, 2025 59 DOI: https://10.5281/zenodo.17780065 RADONNING HAJMIY FAOLLIGI ETALONI UCHUN DASTLABKI ASOSLARNI ISHLAB CHIQISH Latipov Erkin Azamat o‘g‘li Islom Karimov nomidagi Toshkent davlat texnika universiteti “Metrologiya, standartlashtirish va sifatni boshqarish” yo‘nalishi magistranti E-mail: [email protected] ANNOTATSIYA Ushbu tadqiqotda radon-222 gazining hajmiy faolligi etalonini yaratish uchun zarur bo‘lgan birlamchi metrologik asoslar ishlab chiqildi. Radonning fizik-metrologik xususiyatlari, uning parchalanish zanjiri, o‘lchash usullari hamda etalon yaratish jarayonining ilmiy-metodik tamoyillari chuqur tahlil qilindi. Taklif etilgan dastlabki asoslar respublika miqyosida ionlashtiruvchi nurlanish dozalari monitoringi, radiatsion xavfsizlikni ta’minlash va ekologik nazorat tizimlarini takomillashtirishga xizmat qiladi. Kalit so‘zlar: Radon-222, hajmiy faollik, metrologik etalon, radioaktiv parchalanish, ionlashtiruvchi nurlanish, o‘lchash usullari, radiatsion xavfsizlik, kalibrlash, dozimetriya, ekologik monitoring. РАЗРАБОТКА ИСХОДНЫХ ОСНОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ЭТАЛОНА ОБЪЕМНОЙ АКТИВНОСТИ РАДОНА АННОТАЦИЯ В данном исследовании разработаны первичные метрологические основы для создания эталона объемной активности газа радон-222. Проведен детальный анализ физико-метрологических свойств радона, его радиоактивной цепочки распада, методов измерения и научно-методических принципов формирования эталонной установки. Предложенные исходные основы могут послужить фундаментом для совершенствования национальной системы радиационного мониторинга, обеспечения радиационной безопасности и повышения эффективности экологического контроля в Республике. Ключевые слова: Радон-222, объемная активность, метрологический эталон, радиоактивный распад, ионизирующее излучение, методы измерения, Educational Research in Universal Sciences ISSN: 2181-3515 VOLUME 4 | ISSUE 15 | 2025 https://t.me/Erus_uz Multidisciplinary Scientific Journal November, 2025 60 радиационная безопасность, калибровка, дозиметрия, экологический мониторинг. DEVELOPMENT OF INITIAL FOUNDATIONS FOR CREATING A RADON VOLUME ACTIVITY STANDARD ABSTRACT This study presents the development of primary metrological foundations required for establishing a reference standard for the volume activity of radon-222 gas. A comprehensive analysis of the physical and metrological characteristics of radon, its radioactive decay chain, measurement methods, and the scientific–methodological principles for constructing a standard facility has been carried out. The proposed initial foundations provide a basis for improving the national system of ionizing radiation monitoring, enhancing radiation safety, and strengthening environmental control mechanisms within the Republic. Keywords: Radon-222, volume activity, metrological standard, radioactive decay, ionizing radiation, measurement techniques, radiation safety, calibration, dosimetry, environmental monitoring. KIRISH Radon-222 tabiiy radioaktiv inert gaz bo‘lib, yer po‘stidagi uran-238 parchalanish zanjiri mahsulotidir. Uning atrof-muhitdagi konsentratsiyasini aniqlash radiatsion xavfsizlik, mehnat muhofazasi, geologiya, texnogen jarayonlarni baholash va ekologik monitoringda muhim ahamiyatga ega. Xalqaro atom energiyasi agentligi, EURATOM va ISO standartlari bo‘yicha radon hajmiy faolligining ishonchli o‘lchovlari uchun har bir davlatda birlamchi yoki ikkilamchi etalonlar tizimi mavjud bo‘lishi talab etiladi. O‘zbekiston Respublikasida radon konsentratsiyasini o‘lchash bo‘yicha amaliy ishlar mavjud bo‘lsada, ularning izchil metrologik ta’minoti, xususan radonning hajmiy faolligi etaloni hali shakllanmagan. Shu sababli ilmiy-metodik asoslarni ishlab chiqish dolzarb masala hisoblanadi. Radonning fizik-metrologik xususiyatlari quyidagilar. Radon-222 ning asosiy parametrlari: • Yarim yemirilish davri – 3,823 kun • Alfa-zarralar energiyasi – 5,49 MeV • Diffuziya koeffitsienti – 10⁻⁶…10⁻⁵ m²/s • Gaz fazasida barqaror inertlik Educational Research in Universal Sciences ISSN: 2181-3515 VOLUME 4 | ISSUE 15 | 2025 https://t.me/Erus_uz Multidisciplinary Scientific Journal November, 2025 61 Bu parametrlar etalon qurilmalarini loyihalashda asosiy rol o‘ynaydi. Hajmiy faollikni o‘lchashning metrologik talablari: ISO 11665-1-11665-7 standartlariga ko‘ra, radonning hajmiy faolligi Bq/m³ birlikda o‘lchanadi. Etalon quyidagi talablarga javob berishi kerak: faollikning izchilligi, qayta tiklanishi, xalqaro etalonlarga izlilik, o‘lchash noaniqligi ≤ 5–7 % TADQIQOT USULLARI Tadqiqot radon-222 gazining hajmiy faolligi etalonini yaratish uchun bir nechta bosqichli eksperimental va nazariy yondashuvlar asosida amalga oshirildi. Har bir bosqichda radonning hosil bo‘lishi, ajratilishi, barqarorlashuvi, o‘lchanishi hamda detektorlar ko‘rsatkichlarining aniqligi alohida tekshirildi. Radon generatori (Rn-222 emanatori) manbalarini tahlil qilish Tadqiqotning birinchi bosqichida radon hosil qiluvchi emanatorlar o‘rganildi. Bunda quyidagi ishlar bajarildi: Radon manbasi sifatida radiy-226 izotopi asosidagi emanatorlar tanlandi. Radiyning T½ = 1600 yil bo‘lgani uchun u doimiy va barqaror radon manbai sifatida xizmat qiladi. Emanatorlar ichki tuzilishi, qattiq faza adsorbentlari, diffuziya tezligi, radon chiqish samaradorligi laboratoriya sharoitida sinovdan o‘tkazildi. Emanatsiya koeffitsienti (ke) quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi: • Har bir emanator uchun radon chiqishining haqiqiy samaradorligi ±3–5% noaniqlik bilan baholandi. • Shuningdek, radonning harorat va namlik ta’sirida emanatsiya darajasi qanday o‘zgarishi Kalibrlash kamerasi hajmini hisoblash Kalibrlash kamerasi radonning aniq konsentratsiyasini yaratish va o‘lchash uchun asosiy metrologik element hisoblanadi. Hisoblash tartibi: Kamera hajmi (V) geometrik o‘lchamlar asosida aniqlanadi: V=π⋅𝑟2⋅h • Metall (zanglamas po‘lat) kameralar uchun ichki yuzalarda radonning yutilish koeffitsienti 0,02–0,07% diapazonda bo‘lgani uchun kompensatsiya kiritildi. • Kamera ichida radonning bir xil tarqalishi uchun ventillyatsion aralashtirish tizimi qo‘llanildi. • Yakuniy hajmning metrologik noaniqligi: u(V)=±1.5% • Kalibrlash kamerasiga yuborilayotgan radon massasi bo‘yicha konsentratsiya hisoblandi: Educational Research in Universal Sciences ISSN: 2181-3515 VOLUME 4 | ISSUE 15 | 2025 https://t.me/Erus_uz Multidisciplinary Scientific Journal November, 2025 62 C=V/A Bu qiymat radonning hajmiy faolligi etaloni sifatida qabul qilindi. Detektorlarning javob funksiyasini o‘rganish Radon konsentratsiyasi turli xil detektorlar yordamida o‘lchanadi. Tadqiqotda quyidagi detektor turlari sinovdan o‘tkazildi: Alfa-spektrometr • Radon parchalanish mahsulotlari (Po-218, Po-214) alfa zarralarining energiyasi bo‘yicha tahlil qilindi. • Spektral chiziqlar: 6.00 MeV, 7.69 MeV • Energiya aniqligi: 2–4% Ionizatsion kamera • Kamera ichida radon ionlashtirgan zarrachalar oqimi elektr signali sifatida o‘lchandi. • Detektor sezgirligi: 1–20000 Bq/m³ • Fon signali maxsus qo‘rg‘oshin ekranlash orqali kamaytirildi. Ventillyatsion detektor • Radon oqimi doimiy ravishda sensor orqali o‘tganda faollik real vaqt rejimida qayd etildi. • O‘lchash diapazoni: 0.1 – 100 kBq/m³ Kuchlanish farqi bo‘yicha hisoblovchi tizimlar • Trubkali diffuzion detektorlar (RFD – Radon Flux Detector) qo‘llanildi. • Kuchlanish signallari elektron kuchaytirgich orqali qayta ishlanib, konsentratsiyaga aylantirildi. Metrologik baholash va statistik qayta ishlash Har bir o‘lchash turida quyidagilar bajarildi: • Kombinatsiyalangan noaniqlik (µc) hisoblandi. • O‘lchash takrorlanishi uchun n = 10–15 ta natija olingan. • Student koeffitsienti bo‘yicha ishonchlilik darajasi 95% qabul qilindi. NATIJALAR Tadqiqot davomida radonning (Rn-222) hajmiy faolligi etaloni uchun zarur bo‘lgan barcha metrologik parametrlar eksperimental va nazariy usullar asosida aniqlandi. Olingan asosiy natijalar quyidagilardan iborat: Radiy-226 asosidagi emanatorlar sinovlari natijasida radon chiqish samaradorligi (emanatsiya koeffitsienti) o‘rtacha: ke=0.83±0.04 Educational Research in Universal Sciences ISSN: 2181-3515 VOLUME 4 | ISSUE 15 | 2025 https://t.me/Erus_uz Multidisciplinary Scientific Journal November, 2025 63 Hisoblash va eksperimental qiymatlar orasidagi farq 5% dan oshmadi va bu uni etalon sifatida qo‘llashga yaroqli ekanini ko‘rsatdi. Geometrik va metrologik o‘lchashlar asosida kalibrlash kamerasining haqiqiy hajmi: V=12.47±0.19 L Hajm noaniqligi: u(V)=1.52% Bu qiymat amaldagi xalqaro etalon kameralar noaniqligi (1.5–2.0%) bilan bir xil diapazonda. Radonning hajmiy faolligi bo‘yicha etalon qiymatlari. Kamera ichida yaratilgan radon konsentratsiyasi: C=V/A=5210±180 Bq/ m³ Shuningdek 3 ta metrologik nuqtada konsentratsiya aniqlangan: • Past daraja: 580 ± 32 Bq/m³ • O‘rta daraja: 2100 ± 90 Bq/m³ • Yuqori daraja: 9800 ± 350 Bq/m³ Bu qiymatlar kalibrlash shkalasini shakllantirish uchun optimal diapazonni tashkil qildi. Detektorlarning javob funksiyasi. Detektorlar sinovi davomida quyidagi metrologik natijalar olindi: Alfa-spektrometr: • Energiya aniqligi: 3.1% • Muvozanatga kelgan Po-218 va Po-214 spektrlari to‘liq qayd etildi. Ionizatsion kamera: • Chiziqlilik koeffitsienti: R² = 0.9987 • Sezgirlik: 0.12 pA per 100 Bq/m³ Ventillyatsion detektor: • Javob vaqti: ≈ 45 s • Sezgirlik: ±4.5% Kuchlanish farqi bo‘yicha hisoblovchi detektor: • Signal stabilizatsiyasi: ±2.3% • Minimal aniqlanadigan konsentratsiya (MDA): ≈ 25 Bq/m³ Detektorlarning barcha ko‘rsatkichlari xalqaro metrologiya markazlari (NIST, PTB, BIPM) talablariga mos keladi. TAHLIL VA MUHOKAMA Olingan natijalar tahlili quyidagi ilmiy-hulosa xulosalarini tasdiqlaydi: Emanatorlar chiqish koeffitsienti 0.83 ga teng bo‘lishi shuni ko‘rsatadiki, ishlab chiqilgan generator: Educational Research in Universal Sciences ISSN: 2181-3515 VOLUME 4 | ISSUE 15 | 2025 https://t.me/Erus_uz Multidisciplinary Scientific Journal November, 2025 64 • yuqori barqarorlikka ega, • harorat va namlikning o‘zgarishiga sezgirligi past, • uzoq muddatli etalon sifatida qo‘llashga yaroqli. Bu natija O‘zbekiston sharoitida birinchi marta barqaror Rn-222 etalon manbasi ishlab chiqilganini anglatadi. Kriogen adsorbsiya va nazoratli desorbsiyalash jarayoni: • radonni 97% gacha tozalash imkonini berdi, • aralash gazlar ta’siri minimal bo‘ldi, • radonning parchalanish mahsulotlari bilan muvozanati nazariy modelga to‘liq mos tushdi. Bu usul xalqaro miqyosda qo‘llaniladigan PTB (Germaniya) va IRSN (Fransiya) tizimlariga fundamental jihatdan mos keladi. Kalibrlash kamerasining yuqori aniqligi: Hajm noaniqligi 1.52% bo‘lishi tajribaviy xatolarni minimallashtirgan holda: • yuqori konsentratsiyada radonning tarqalish bir xilligi 95% dan yuqori bo‘lganini, • kameraning ichki yuzalarida radon adsorbsiyasi juda past bo‘lganini, • ventillyatsion tizimning samaradorligini tasdiqlaydi. Turli turdagi detektorlarning o‘zaro solishtirilishi shuni ko‘rsatdi: • Ionizatsion kamera asosiy etalon detektor sifatida eng barqaror natija berdi. • Alfa-spektrometr radonning parchalanish zanjirini nazorat qilish uchun eng optimal vosita bo‘lib chiqdi. • Ventillyatsion detektorlar real vaqt monitoringi uchun juda qulay. • Kuchlanish bo‘yicha hisoblovchi detektor esa past konsentratsiyalarni aniqlashda samarali. Barcha detektorlar orasidagi farq ±6% ichida bo‘ldi — bu xalqaro qiyoslash talablariga to‘liq mosdir. XULOSA Tadqiqot natijasida O‘zbekistonda ilk marotaba radon-222 gazining hajmiy faolligi etaloni uchun ilmiy asoslangan, yuqori aniqlikka ega, xalqaro standartlarga mos keluvchi metrologik platforma ishlab chiqildi. Asosiy xulosalar: - radon generatori barqaror va yuqori samarali etalon manba sifatida tasdiqlandi. Educational Research in Universal Sciences ISSN: 2181-3515 VOLUME 4 | ISSUE 15 | 2025 https://t.me/Erus_uz Multidisciplinary Scientific Journal November, 2025 65 - gazni ajratish va barqarorlash metodlari 97% tozalikka erishish imkonini berdi. - 12.47 L hajmdagi kalibrlash kamerasining metrologik aniqligi 1.52% deb topildi. - radonning hajmiy faolligi boʻyicha 580—9800 Bq/m³ diapazonda etalon nuqtalar yaratildi. - detektorlarning javob funksiyasi xalqaro etalonlarga mos kelishi isbotlandi. Ilmiy yangilik sifatida quyidagilar e’tirof etiladi: O‘zbekistonda birinchi marta radonning hajmiy faolligi uchun milliy etalonning ilmiy-metodik asoslari ishlab chiqildi. Radonning barqaror konsentratsiyasini yaratish uchun metrologik kompensatsiyalangan adsorbsion–desorbsion tizimi taklif qilindi. Kalibrlash kamerasi uchun radon yo‘qotilishining fizik modeli ishlab chiqildi. Detektorlar uchun integral javob funksiyalarining taqqoslama metrologik metodikasi yaratildi. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO‘YXATI: (REFERENCES) 1. Журақулов, А. Р., Курбанов, Б. И., Абдурахмонов, У. Ш., Урунов, И. О. (2020). Сезонное распределение радона (²²²Rn) в многоквартирных домах в Навои и Самарканде. Journal of Advances in Engineering Technology. 2. Xurshida, A. (2025). Radiy va Radon radionuklidlarning Uran tarkibli obyektlarda o‘zini tutishini baholash. Scientific Conference on Multidisciplinary Studies. 3. Abdusamad, V. (2015). Radon va uni aniqlash usullari. Monografiya. Toshkent: “O‘zbekiston” NMIU. — ushbu manba dissertatsiyada keltirilgan. 4. Журақулов, А. Р. (dissertatsiya). …Aniqlash va baholash uslubiyati … Radon-222 migratsiyasi va uning hajmiy faolligini o‘lchash (dissertatsiya, O‘zbekiston Fanlar Akademiyasi / Inson va atrof-muhit fizikasi yoʻnalishi). 5. Sanitar-higienik normativlar: “Radioekologik monitoring atrof-muhitda” – SanPiN RUz № 0361-18. 6. O‘zbekiston Fanlar Akademiyasi ilmiy hisobotlari: Atmosferadagi radon kontsentratsiyasining dinamika tahlili va monitoringi (yig‘ilgan ma’lumotlar va tahlillar). 7. Ganiyev, N., Rakhimov, B. (2025). Radon yig‘ilishi va jamoat salomatligi xavfini baholash — Toshkent shahridagi uy-joy hududlarida. Empowerment of Youth 8. Jo‘rayev, Sh. T., Uran rudalari geokimyosi va radiatsion muhit, Toshkent: O‘zbekiston Milliy universiteti nashriyoti, 2020. Educational Research in Universal Sciences ISSN: 2181-3515 VOLUME 4 | ISSUE 15 | 2025 https://t.me/Erus_uz Multidisciplinary Scientific Journal November, 2025 66 9. Usmonov, A. Q., Atrof-muhitdagi radionuklidlarning tarqalishi va ularning monitoringi, Toshkent: Universitet, 2018. 10. Qodirova, N. S., Kimyo va ekologiya: radioaktiv elementlarning o‘zini tutishi, Samarqand: SamDU nashriyoti, 2021. 11. Rahmonov, D. H., Radiy va radon radionuklidlarining biologik ta’siri, Toshkent: Innovatsiya ziyo, 2022.