Радиационные характеристики углей разных степеней метаморфизма
- 1 — канд. физ.-мат. наук ведущий инженер Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН ▪ Orcid
- 2 — д-р физ.-мат. наук главный научный сотрудник Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН ▪ Orcid
- 3 — д-р физ.-мат. наук ведущий научный сотрудник Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН ▪ Orcid
Аннотация
Формирование залежей и последующие процессы метаморфизма концентрации радиоактивных элементов в углях могут являться индикаторами протекающих процессов, поэтому анализ тенденций изменения радиационных характеристик углей в ряду метаморфизма актуален. Цель работы – экспериментально оценить радиационные характеристики углей разных марок (стадий метаморфизма) методами термолюминесцентной (ТЛ) дозиметрии и определения бета-активности и выявить корреляции полученных данных с данными технического, элементного и термогравиметрических анализов, масс-спектрометрических и ЭПР-исследований. Для дозиметрических измерений, косвенно характеризующих содержания радионуклидов в углях, использовался модифицированный дозиметрический комплекс и оригинальные почво-эквивалентные термолюминесцентные детекторы на основе SiO2. Анализ полученных результатов обосновывает возможность применения ТЛ-исследований для определения зольности углей низких и средних степеней метаморфизма (ряд Б→Г) и отсутствие такой возможности для углей более высоких степеней. Совокупность корреляционных зависимостей в ряду метаморфизма свидетельствует о значительном изменении условий формирования угля в диапазоне времен формирования марок Г→Ж→К при резкой смене условий формирования (преобразования) в этот временной период. Резкие изменения условий регионального метаморфизма (времени, температуры, давления, окислительно-восстановительных условий) приурочены к границе пермского и триасового периодов (~250 млн лет назад), в которых происходили как преобразование существующих отложений угля, так и формирование новых залежей.
Финансирование
Работа выполнена в рамках государственного задания ИУХМ ФИЦ УУХ СО РАН (проект 121031500513-4) на оборудовании ЦКП ФИЦ УУХ СО РАН.
Введение
Радиоактивность угля, как и других природных объектов, определяется содержанием в нем природных урана и тория в равновесии с продуктами их распада, а также содержанием ряда бета-излучающих долгоживущих изотопов (40K, 50V, 87Rb, 115In, 123Te, 138La, 176Lu, 187Re), основным из которых благодаря большому содержанию является 40K [1-3].
Содержание 238U и равновесного количества 226Ra в твердой породе угля в среднем примерно соответствует их содержанию в почвах и находится на уровне безопасных концентраций. В силу хорошей растворимости 226Ra равновесное распределение может нарушаться. Распад 226Ra приводит к появлению газообразного короткоживущего продукта распада (222Rn), возможность выхода которого в межпоровое пространство из твердой матрицы практически всегда приводит к нарушению естественного радиоактивного равновесия в ряду 238U [3-5].
В равновесии с ближайшими короткоживущими продуктами своего распада при отсутствии нового источника поступления 222Rn быстро распадается по экспоненциальному закону, поэтому зафиксировать эманацию можно лишь в месте нахождения постоянного источника выделения радона [3]. Короткоживущие продукты распада 222Rn производят α-, β- и γ-излучения.
Радиоактивные примеси содержатся как в органической, так и в зольной частях угля. Торий в основном содержится в минералах-фосфатах (монацит, апатит), уран как в минеральных включениях – уран-торий-содержащие минералы (цирконий, пирохлор, монацит или собственные минералы), так и в органической фракции в виде металлоорганических соединений. Органическая часть обычно содержит на порядок меньше урана, чем неорганическая (обуславливающая зольность), поэтому после сжигания угля большая часть урана, тория и их продуктов распада сохраняется в твердых отходах (удельная концентрация радиоактивных элементов в золе в 5-7 раз выше, чем в исходном угле) [2, 6-8]. Повышенное содержание урана и тория в углях часто сопровождается накоплением сумм редких земель, циркония, гафния, других редких элементов [6-8].
В общем содержание радионуклидов в углях Кузнецкого бассейна не высокое и сравнимо с содержанием в почвах [3, 9]. Худшие показатели радиации в Кузбассе имеют бурые угли Канско-Ачинского бассейна, добываемые в Кемеровской области на Итатском разрезе [3, 6-9]. Содержание урана в углях и вмещающих породах Итатского месторождения в несколько раз превышает значения, характерные для Кузбасса (уран, среднее – 56,9 г/т, вариации – 6-139 г/т) [3, 7]. Распределение урана по площади разреза носит очаговый характер, участки повышенного содержания занимают ~20 % площади [3, 7]. В золошлаковом материале, образующемся при сжигании такого угля, содержание урана доходит до 900 г/т, и этот материал относится по мировой классификации к рядовым урановым рудам (диапазон содержания урана 0,05-0,1 %) [9-11].
Так как радионуклиды сосредоточены в 10-20 % минеральной части угля, радиоактивность может отражать содержание минеральной составляющей угля и находиться в корреляции с зольностью проб [12-14].
В работе исследованы радиационные характеристики углей Кузнецкого бассейна в ряду метаморфизма и проведена корреляция полученных данных с данными технического анализа [15-17] и другими физико-химическими исследованиями (элементный и термогравиметрический анализы, масс-спектрометрические и ЭПР-исследования) [18-21] с целью определения возможности использования радиационных характеристик угля для определения зольности и анализа изменения радиационных характеристик в ряду метаморфизма.
Методы
Образцы и методика исследования
Исследовались угли (табл.1) в ряду метаморфизма с размерами частиц ≤ 3 мм [13-15, 19]. Рабочая проба углей переносилась в пластиковую тару (1 л), заполняя ее на 2/3, внутрь которой закладывались термолюминесцентные детекторы. Таким образом детекторы были окружены со всех сторон слоем угля и выдерживались в пробе в течение 20 дней.
Для выбранных рабочих проб из ряда метаморфизма имелись исчерпывающая привязка к разрезам, данные технического анализа (табл.1) и результаты расширенных физико-химических исследований, которые были проведены в ЦКП Федерального исследовательского центра угля и углехимии СО РАН [13-15].
Таблица 1
Результаты технического анализа проб углей
|
Аналитическая проба |
Марка угля |
Ad, % |
Vdaf, % |
Wa, % |
|
№ 27, разрез «Кайчакский» |
Б |
10 |
53,1 |
11,8 |
|
№ 72, разрез «Камышанский» |
Д |
6,2 |
44,5 |
7,6 |
|
№ 64, шахта «им. В.Д.Ялевского», пласт 52 |
ДГ |
4,7 |
42,6 |
5,7 |
|
№ 40, шахта «им. С.М.Кирова», пласт Поленовский |
Г |
3,3 |
40,4 |
1,2 |
|
№ 15, шахта «им. С.Д.Тихова», пласт 23 |
Ж |
7,8 |
33,3 |
0,8 |
|
№ 10, ООО «Участок Коксовый», пласт II внутренний |
К |
4,9 |
21,3 |
0,6 |
|
№ 34, разрез «Томусинский» |
ОС |
6,7 |
19,8 |
0,1 |
|
№ 45, разрез «Бачатский» |
СС |
4,7 |
19 |
1,3 |
|
№ 81, АО «Кузнецкинвестстрой», пласт 19а |
Т |
6,2 |
14,4 |
0,5 |
Примечания: Ad – зольность, Vdaf – выход летучих веществ, Wa – влажность аналитическая.
Аппаратура
Изучение поглощенных доз, которые накапливаются в углях за счет содержания в них радиоактивных элементов, проводилось методом термолюминесцентной дозиметрии [3, 22, 23]. Использовался модифицированный дозиметрический комплекс ДТУ-01М, обеспечивающий регистрацию сигнала в температурном диапазоне до 450 °С с возможностью изменения скорости нагрева от 1 до 20 °С/с. Дозиметрический прибор ДТУ-01М откалиброван совместно с детекторами ТЛД-К на основе SiO2, которые помещались в анализируемую пробу на определенный срок экспозиции и по показаниям которых рассчитывались поглощенные дозы, обусловленные содержанием радионуклидов в угле [3, 24]. Благодаря близости эффективного атомного номера Zэфф детектора и четвертичных отложений детекторами корректно измеряется поглощенная доза [3, 23, 24].
После экспозиции детекторы устанавливались на нагревательный элемент комплекса ДТУ-01М по градуировке установки непосредственно для данных детекторов, поглощенная доза определялась в сантигреях (сГр). Для регистрации фонового облучения детекторы помещались в аналогичную тару без угля. Рассчитывалась мощность годовой дозы за вычетом фонового излучения, т.е. дополнительная к фоновой годовая доза, обусловленная содержанием радионуклидов в угле.
В связи с отсутствием гигроскопичности детекторы ТЛД-К могут использоваться для дозиметрии водных сред, т.е. для изучения характеристик шахтных вод, отстойников, сбросов и питьевых поверхностных и скважинных вод [3].
Для определения бета-активности углей (Бк/кг) применялся радиометр КРВП-3Б с большой свинцовой камерой. В качестве эталонного образца измерялась активность высушенного порошка хлорида калия, обладающего, за счет содержания в нем 40K, эталонной бета-активностью.
ЭПР-измерения проводились с использованием спектрометра Bruker EMX 6/1 micro в X-диапазоне (9,5 ГГц) при параметрах настройки:
- диапазон развертки магнитного поля ΔH = 1300-5600 Гс;
- коэффициент усиления сигнала 2,24·102;
- затухание СВЧ мощностью 20 дБ;
- время преобразования сигнала 15 мс;
- время развертки сигнала 31 с.
Результаты исследования
Результаты дозиметрии и определения бета-активности проб углей приведены в табл.2. В каждую пробу закладывалось не менее пяти детекторов, в табл.2 приведены средние значение и отклонение по пробам. Величина среднего отклонения ни для одной из проб не превысила 3 %. Результаты проведенных исследований показывают, что удельные бета-активности и дополнительные к фону поглощенные дозы имеют коррелируемые значения, падают при росте метаморфизма углей в ряду Б→Ж, а высокометаморфизованные угли более радиоактивны, чем среднеметаморфизованные.
Таблица 2
Результаты дозиметрии и определения бета-активности проб угля
|
Марка угля |
Доза за время контроля D, сГр |
Cреднееотклонение ∆D, сГр |
Годовая поглощенная доза, сГр/год |
Годовая поглощенная доза за вычетом фона, сГр/год |
Удельная бета-активность А, Бк/кг |
|
Б |
0,0225 |
0,0005 |
0,411 |
0,081 |
75 |
|
Д |
0,0208 |
0,0004 |
0,380 |
0,050 |
46 |
|
ДГ |
0,0202 |
0,0004 |
0,369 |
0,039 |
37 |
|
Г |
0,0196 |
0,0004 |
0,358 |
0,028 |
27 |
|
Ж |
0,0190 |
0,0004 |
0,346 |
0,016 |
16 |
|
К |
0,0221 |
0,0005 |
0,404 |
0,074 |
72 |
|
ОС |
0,0235 |
0,0007 |
0,428 |
0,098 |
84 |
|
СС |
0,0225 |
0,0006 |
0,410 |
0,080 |
60 |
|
Т |
0,0241 |
0,0007 |
0,440 |
0,110 |
62 |
Поиск корреляции радиационных характеристик углей в ряду метаморфизма с другими физико-химическими характеристиками. На рис.1 приведены зависимости поглощенных доз от влажности и выхода летучих веществ с приведением коэффициентов корреляции при аппроксимации данных линейной зависимостью.
Рис.1. Зависимость поглощенной дозы, формирующейся в углях за счет радиоактивных элементов, от влажности (а) и выхода летучих веществ (б)
Сопоставление радиационных характеристик с результатами технического анализа проб углей в ряду Б→Т показывает:
- зависимость поглощенной дозы от степени метаморфизма углей в ряду Б→Т имеет сложный характер. От Б→Ж радиоактивность падает до минимальных значений в пробе Ж, а затем при увеличении степени метаморфизма наблюдается рост радиоактивности от Ж→Т (рис.1).
- угли с большим содержанием влаги в ряду Ж→Б (уменьшение степени метаморфизма) более радиоактивны, это позволяет предположить, что часть радионуклидов находится в водорастворимых соединениях;
- радиоактивность углей с ростом выхода летучих веществ более 35 % (в ряду Ж→Б) растет, для высокометаморфизованных углей (в ряду Т→Ж) при росте выхода летучих в диапазоне от 15 % до 35 % наблюдается падение радиоактивности. Такой ход зависимости позволяет предположить, что часть радионуклидов связана с органической фракцией угля.
Так как радионуклиды преимущественно сосредоточены в зольной части угля, рассмотрим зависимость поглощенной дозы D от зольности Аd (рис.2).
Для проб углей в ряду Г→Б зольность проб растет от 3 до 10 %, и в этом ряду наблюдается линейный рост поглощенных доз (рис.2, а). При расширении диапазона зольности до 25 % (дополнение к выборке углей марок Г и Д с высокими зольностями, шахта «Заречная») образцы с большей зольностью хорошо укладываются в линейную зависимость дозы от зольности (рис.2, б). Это позволяет сделать предварительное заключение о возможности определения зольности проб углей низких и средних степеней метаморфизма по их радиационным характеристикам. Дополнительным доводом, подтверждающим возможность применения дозиметрических исследований углей для определения зольности, является постоянство нормированных на зольность доз в ряду Б→Г. Слабое изменение поглощенных доз единичной зольности в ряду метаморфизованных углей Б→Г может вносить минимальный вклад в погрешность при определении зольности по радиоактивности.
Рис.2. Зависимость поглощенной дозы от зольности проб угля Ad = 3-10 % (а) и до 25 % (б)
Для проб Ж→Т логичной зависимости дозы от зольности не выявляется (рис.2, а). Следует отметить, что доза единичной зольности для углей К→Т при сильном разбросе значений почти вдвое выше, чем для низко- и среднеметаморфизованных. Это может свидетельствовать о наличии радионуклидов в органической матрице высокометаморфизованных углей. Проба угля марки Ж выделяется низким значением нормированной на зольность поглощенной дозы.
При сопоставлении радиационных характеристик углей в ряду метаморфизма с результатами элементного анализа органических элементов в пробах углей в ряду Б→Ж наблюдаются закономерности (рис.3):
- уменьшение радиоактивности проб с увеличением содержания углерода, азота и водорода (увеличение степени метаморфизма);
- рост поглощенных доз при росте содержания кислорода (уменьшение степени метаморфизма);
- угли с более высокими степенями метаморфизма обнаруживают изменение хода зависимостей и выявляют иные тенденции в ряду метаморфизма Ж→Т;
- с ростом степени метаморфизма в ряду Ж→Т поглощенные дозы после прохождения минимума для углей Ж возрастают.
Падение поглощенных доз при росте концентрации азота в ряду Б→Ж (повышении степени метаморфизма) при переходе к маркам более высоких степеней метаморфизма Ж→Т сменяется ростом дозы при падении содержания азота. Точкой перелома является проба угля марки Ж.
Характерный излом характеристик при пересечении степени метаморфизма Ж наблюдается для содержания кислорода при концентрации ~15 %, углерода при концентрации ~78 % (рис.3) и для содержания летучих веществ при концентрации ~35 % в пробах угля (см. рис.1). Поглощенные дозы проходят через минимум при определенных концентрациях, и затем с увеличением степени метаморфизма наблюдается их рост. Такой характер зависимостей может прослеживаться только при резко меняющихся условиях формирования или преобразования угля (время, температура, давление и др.) в период формирования залежей углей марок Г→Ж→К.
Рис.3. Зависимость поглощенной дозы от содержания углерода (а), азота (б), кислорода (в) и водорода (г) в ряду метаморфизма
Рис.4. Корреляционные зависимости поглощенных доз и степеней метаморфизма от скоростей разложения углей (а) и температур максимального выделения H2O в инертной среде (б)
Зависимость поглощенных доз и степеней метаморфизма от скоростей разложения углей и температур максимального выделения H2O в инертной среде на рис.4 разнонаправленная. С ростом скорости разложения проб угля в инертной среде наблюдается уменьшение поглощенной дозы для углей Т→К (падение степени метаморфизма) и для Б→Ж (рост степени метаморфизма) с минимальными значениями дозы для проб стадии метаморфизма Г и Ж (рис.4). Аналогичный ход имеет зависимость поглощенной дозы от концентрации водорода (см. рис.3). Максимальные температуры выделения Н2О при разложении в инертной среде в ряду Б→Ж растут при падении поглощенных доз.
Распределение углерода по структурным фрагментам – карбонильным (С=O); карбоксильным (COOH); ароматическим атомам углерода (Сар); ароматическим атомам углерода, связанным с атомами кислорода (Сар–О); протонированным ароматическим атомам углерода (Сар–H); метоксильным фрагментам (OСH3); атомам углерода алкильных фрагментов (СH2) – выполненное методом моделирования по результатам ЯМР-исследований в инертной среде, показывает разноплановое поведение фрагментов от поглощенных доз (степеней метаморфизма проб) (рис.5). С ростом степени метаморфизма и падением поглощенных доз в ряду Б→Ж наблюдается рост содержания Сар, а также фрагментов СH3 и OCH3 и падение количества Сар–H, Сар–О, фрагментов СН2, С–О–С, COOH и С=O. Корреляционные зависимости Сар, СН2, С–О–С и СООН от поглощенной дозы для всего исследованного ряда метаморфизма приведены на рис.5.
Рис.5. Корреляционные зависимости поглощенных доз и степеней метаморфизма от структурных фрагментов углерода в ряду Б→Т: Сар (а); СН2 (б); С–О–С (в) и СООН (г)
Рис.6. Зависимость числа парамагнитных центров в грамме угля от нормированной на зольность поглощенной дозы (для угля единичной зольности)
Так же, как на рис.1 и 4, наблюдается характерный излом зависимостей при проходе углями степеней метаморфизма Г→Ж→К с точкой перелома в стадии Ж. Для углей высоких стадий метаморфизма прослеживается рост дозы с увеличением степени метаморфизма при росте содержаний Сар, С–О–С и падении содержания СН2.
На рис.6 приведена зависимость числа парамагнитных центров от нормированной на зольность поглощенной дозы, т.е. дозы единичной зольности. Угли обладают парамагнетизмом за счет содержания различных типов парамагнитных центров (дефектов) [25-27]. Парамагнитные центры могут накапливаться в угле за счет длительного облучения содержавшимися в них альфа-излучающими радионуклидами [28, 29].
С увеличением степени метаморфизма происходит рост нормированной поглощенной дозы и рост числа парамагнитных центров. Роль в наблюдаемой зависимости, наряду с радиоактивностью углей, играет временной фактор. Чем моложе уголь, тем меньше времени он подвергается радиационному воздействию содержащихся в пробе или вмещающих породах радионуклидов и тем меньше парамагнитных центров он содержит. Чем древнее уголь, тем выше время воздействия и накапливаемое число парамагнитных центров.
Из логичной зависимости выпадает проба угля Ж, которая при минимальной поглощенной дозе и среднем возрасте обладает высоким числом парамагнитных центров. Можно предположить, что за их создание, кроме рассматриваемого радиационного фактора, ответственны более сложные специфические условия формирования дефектов (температура, давление и др.).
Обсуждение результатов
Зависимости изменения радиоактивности в ряду метаморфизма углей при низких и средних степенях метаморфизма в целом предсказуемы и определяются временными рамками формирования углей и периодами полураспада основных содержащихся в них радионуклидов [1-3]. Возраст наиболее древних углей оценивается в 3,5·108 лет, и периоды полураспада основных радионуклидов имеют сравнимые с этим возрастом величины (табл.3).
Таблица 3
Характеристики распадов и оценка активностей основных радионуклидов, содержащихся в угле
|
Радионуклид |
Период полураспада, возраст угля (лет) |
Удельная активность,радионуклида, Бк/г |
Содержание радионуклида в природной смеси элемента, % |
Среднее содержание радионуклида в угле, г/т |
Средняя активность радионуклида в угле, Бк/кг |
|
40К |
1,25E+09 |
2,65E+05 |
0,0119 |
0,1 |
29,3 |
|
238U |
4,5E+09 |
1,2E+04 |
99,3 |
1,9 |
23,4 |
|
235U |
7,1E+08 |
7,9E+04 |
0,7 |
1,2E-02 |
0,96 |
|
234U |
2,45E+05 |
2,3E+8 |
0,0055 |
0,0 |
0,0 |
|
232Th |
1,4E+10 |
3,1E+03 |
100 |
6,9 |
21,4 |
|
Уголь |
3,5E+08 |
0,075 |
|
|
Σ75 |
После формирования радионуклидного состава угля с течением времени его активность закономерно уменьшается, что может объяснять снижение активности углей в ряду Б→К при сравнимых концентрациях радионуклидов в период формирования. При увеличении степени метаморфизма за счет более длительного облучения массы угля содержащимися в пробе радионуклидами должно увеличиваться число радиационных дефектов, что наблюдается экспериментально в ЭПР-исследованиях. Таким образом, временной фактор метаморфизации объясняет наблюдаемую зависимость изменения радиоактивности проб в ряду слабометаморфизованных проб. Для высокометаморфизованных проб необходимо предположить наличие радионуклидов как в минеральной, так и в органической составляющих углей с более высоким содержанием радионуклидов в биосфере в период их формирования.
Линейная зависимость радиоактивности от зольности зафиксирована при средних и низких степенях метаморфизма (Г→Б), может быть использована для определения зольности пробы по радиоактивности. При переходе к более высоким степеням метаморфизма зависимость существенно усложняется.
Приведенные на рис.1, 3, 5 зависимости поглощенной дозы от выхода летучих, концентраций углерода, кислорода, азота и структурных фрагментов углерода демонстрируют резкое изменение поглощенных доз при переходе от углей марки Ж к маркам более высоких степеней метаморфизма. Все зависимости претерпевают резкое изменение хода с тенденцией к росту поглощенных доз в ряду метаморфизма К→T в противовес тому, что наблюдается при низких степенях метаморфизма. Резкое изменение хода зависимостей можно объяснить только привлекая гипотезу о существенном изменении условий формирования или преобразования массивов (температур, глубин, давления, газовой среды, минерализации, окислительно-восстановительных условий) [26-29]. Смена условий накопления в углях радионуклидов происходит при прохождении стадий метаморфизма Г→Ж→К и, вероятно, связана с глобальными процессами во временной период их формирования при более интенсивном поступлении радионуклидов в объекты биосферы при формировании высокометаморфизованных углей.
Изменения в ходе зависимостей на границе метаморфизма Г→Ж→К можно проследить и без привлечения радиационных измерений, если принять в качестве показателя степени метаморфизма содержание в угле летучих веществ (рис.7). Наблюдается резкое изменение скоростей накопления углерода и кислорода, а также наличие максимумов в содержании водорода и азота при прохождении углями стадии метаморфизма Ж.
Совокупность выявленных факторов может свидетельствовать как об изменении радиационных условий, так и об окислительно-восстановительных условиях в биосфере во временной период формирования углей Ж→Г [30-32].
Заключение
Анализ совокупности результатов обосновывает возможность применения термолюминесцентных исследований угля с определением поглощенных доз, формирующихся за счет содержания в нем радионуклидов, для определения зольности угля низких и средних степеней метаморфизма (Б→Г).
Рис.7. Зависимость концентраций основных органических элементов угля от содержания летучих веществ в углях разных стадий метаморфизма: а – углерода, кислорода; б – азота, водорода
Полученные корреляционные зависимости поглощенных доз с данными технического, элементного и термогравиметрических анализов, результатами ЭПР и масс-спектрометрических исследований в ряду метаморфизма свидетельствуют об изменении условий формирования угля в диапазоне времен формирования углей Г→Ж→К при резкой смене условий формирования (преобразования) в этот временной период.
На основании анализа результатов можно предположить, что процесс формирования и метаморфизации углей К→Т растянут во временном диапазоне каменноугольного и пермского периодов, а угли более низких степеней метаморфизма формировались после грандиозной вспышки вулканической активности в конце перми – начале триаса, радикально изменившей структуру земной биосферы. Этот период характеризуется выбросами в атмосферу огромного количества «легкого» углерода в результате сгорания поверхностных залежей каменного угля, сквозь которые прорывалась поднимающаяся из недр магма [33-35].
Изменение в условиях формирования связано с резким изменением условий регионального метаморфизма (времени, температуры, давления, окислительно-восстановительных условий) на границе пермского и триасового периодов (~250 млн лет назад). Это время характеризуется проявлением вулканизма, сдвигом материковых плит, излиянием сибирских траппов, выбросом в атмосферу углерода, процессами горения с выпадением большого количества продуктов, быстрым захоронением осадков и катастрофическим вымиранием морских и наземных видов жизни на Земле [35-37].
Литература
- Рихванов Л.П. Радиоактивность и радиоактивные элементы как фактор геологической среды и его использование в науках о Земле // Разведка и охрана недр. 2017. № 12. С. 55-61.
- Пак Ю.Н., Пак Д.Ю., Пономарева М.В. и др. Радиоэкологические аспекты радиоактивности углей и золошлаковых отходов // Кокс и химия. 2018. № 5. С. 40-45.
- Алукер Н.Л., Артамонов А.С., Herrmann M. Дозиметрический контроль в угольных шахтах как мера повышения безопасности угледобычи // Приборы и техника эксперимента. 2022. № 4. С. 98-105. DOI: 10.31857/S0032816222040012
- Кочкин Б.Т. Восстановительные новообразования на экзогенных инфильтрационных месторождениях урана и их связь с восходящими подземными водами // Геология рудных месторождений. 2020. Т. 62. № 1. С. 23-35. DOI: 10.31857/S0016777020010049
- Чекрыжов И.Ю., Попов Н.Ю., Арбузов С.И. Уран и торий в углях Кайнозойских впадин Приморья // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: Материалы VI Международной конференции, 20-24 сентября 2021, Томск, Россия: в 2 томах. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2021. Т. 1. С. 600-604.
- Сидорова Г.П., Крылов Д.А. Проблемы радиационной опасности в угольной энергетике // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 11. С. 200-209. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-11-0-200-209
- Федорин В.А., Нифантов Б.Ф., Аникин М.В., Борисов И.Л. Ценные элементы-примеси в углях Кузбасса // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. 2017. № 3. С. 85-88.
- Вялов В.И., Наставкин А.В. Уровни содержаний промышленно ценных микроэлементов в углях // Химия твердого топлива. 2019. № 5. С. 63-67.
- Счастливцев Е.Л., Ковалев В.А, Потапов В.П. Мониторинг состояния природной среды угледобывающих районов Кузбасса. Новосибирск: СО РАН, 2013. 312 с.
- Артемьев В.Б., Галкин В.А, Макаров А.М. и др. Механизм предотвращения реализации опасной производственной ситуации // Уголь. 2016. № 5. С. 73-77. DOI: 10.18796/0041-5790-2016-5-73-77
- Cheng-lin Miao, Meng-meng Duan, Xin-xiu Sun, Xin-yu Wu. Safety management efficiency of China’s coal enterprises and its influencing factors – Based on the DEA-Tobit two-stage model // Process Safety and Environmental Protection. 2020. Vol. 140. Р. 79-85. DOI: 10.1016/j.psep.2020.04.020
- Legnaioli S., Campanella B., Pagnotta S. et al. Determination of Ash Content of coal by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy // Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. 2019. Vol. 155. Р. 123-126. DOI: 10.1016/j.sab.2019.03.012
- Камоза Е.С., Михайлова Е.С., Исмагилов З.Р. Исследование влияния физико-химических свойств органического и минерального состава рядовых углей мелких классов на эффективность обогащения // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2021. № 6. С. 65-75. DOI: 10.21440/0536-1028-2021-6-65-75
- Крафт Я.В., Гаврилюк О.М., Исмагилов З.Р. Продукты низкотемпературного пиролиза углей Кузбасса: компонентный состав // Кокс и химия. 2023. № 1. С. 21-26. DOI: 10.52351/00232815_2023_01_21
- Журавлева Н.В., Хабибулина Е.Р., Исмагилов З.Р. и др. Изучение взаимосвязи строения ископаемых углей и содержания в них полициклических ароматических углеводородов // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. Т. 24. № 3. С. 355-361. DOI: 10.15372/KhUR20160310
- Jun Deng, Shuai-Jing Ren, Yang Xiao et al. Thermal properties of coals with different metamorphic levels in air atmosphere // Applied Thermal Engineering. 2018. Vol. 143. P. 542-549. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2018.07.117
- Vranjes-Wessely S., Misch D., Issa I. et al. Nanoscale pore structure of Carboniferous coals from the Ukrainian Donets Basin: A combined HRTEM and gas sorption study // International Journal of Coal Geology. 2020. Vol. 224. № 103484. DOI: 10.1016/j.coal.2020.103484
- Pengxiang Wang, Mingjun Liu, Tong Pei et al. Ultraviolet Raman spectra: The reasonable method of evaluating coal pyrolysis graphitization // AIP Advances. 2020. Vol. 10. Iss. 11. № 115007. DOI: 10.1063/5.0018691
- Нелюбина Н.В., Крафт Я.В., Лырщиков С.Ю., Исмагилов З.Р. Исследование корреляционной связи между энергетическим порогом лазерного зажигания углей и степенью их ароматичности // Химия в интересах устойчивого развития. 2021. Т. 29. № 5. С. 591-596. DOI: 10.15372/KhUR2021335
- Sheta S., Afgan M.S., Zongyu Hou et al. Coal analysis by laser-induced breakdown spectroscopy: a tutorial review // Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 2019. Vol. 34. Iss. 6. P. 1047-1082. DOI: 10.1039/C9JA00016J
- Wenbing Li, Jidong Lu, Meirong Dong et al. Quantitative Analysis of Calorific Value of Coal Based on Spectral Preprocessing by Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) // Energy & Fuels. 2018. Vol. 32. Iss. 24-32. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.7b01718
- Соболев И.С., Орехов К.А., Орехов А.Н. Анализ фоновой и аномальной составляющих радиогеохимического поля при гамма-спектрометрических поисках месторождений полезных ископаемых // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: Материалы VI Международной конференции, 20-24 сентября 2021, Томск, Россия. В 2-х т. Томск: Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 2021. С. 536-541.
- Алукер Н.Л., Суздальцева Я.М., Herrmann M.E., Дулепова А.С. Эффективные термолюминесцентные детекторы для регистрации поглощенных доз ионизирующего излучения в окружающей среде // Приборы и техника эксперимента. 2016. № 5. С. 115-122. DOI: 10.7868/S0032816216050025
- Алукер Н.Л., Артамонов А.С., Гимадова Т.И., Зверев А.С. Термолюминесцентные дозиметры на основе керамики из оксида и нитрида алюминия // Приборы и техника эксперимента. 2021. № 6. С. 75-83. DOI: 10.31857/S0032816221050177
- Nelyubina N.V., Nikitin A.P., Valnyukova A.S., Ismagilov Z.R. Study Of Fossil Coals In The Kuznetsk Basin By Epr Spectroscopy // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1749. № 012018. DOI: 10.1088/1742-6596/1749/1/012018
- Фурега Р.И., Хабибулина Е.Р., Исмагилов З.Р. и др. ЭПР исследования углей средней степени метаморфизма, добытых в Кузбассе // Бутлеровские сообщения. 2017. Т. 51. № 9. С. 149-152.
- Сорока Е.И., Галеев А.А., Петрова В.И. и др. Органическое вещество в породах Сафьяновского медноколчеданного месторождения (Средний Урал) // Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2019. Т. 161. Кн. 2. С. 307-324. DOI: 10.26907/2542-064X.2019.2.307-324
- Krasnovyd S.V., Konchits A.A., Shanina B.D. et.al. Adsorption processes on a carbonaceous surface: Electron spin resonance study // Physica B: Condensed Matter. 2023. Vol. 651. № 414571. DOI: 10.1016/j.physb.2022.414571
- Konchits A.A., Shanina B.D., Valakh M.Ya. et al. Local structure, paramagnetic properties, and porosity of natural coals: Spectroscopic studies // Journal of Applied Physics. 2012. Vol. 112. Iss. 4. № 043504. DOI: 10.1063/1.4745015
- Burgess S.D., Bowring S.A. High-precision geochronology confirms voluminous magmatism before, during, and after Earth’s most severe extinction // Science Advances. 2015. Vol. 1. Iss. 7. № e1500470. DOI: 10.1126/sciadv.1500470
- Pavlov V.E., Fluteau F., Latyshev A.V. et al. Geomagnetic Secular Variations at the Permian-Triassic Boundary and Pulsed Magmatism During Eruption of the Siberian Traps // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2019. Vol. 20. Iss. 2. P. 773-791. DOI: 10.1029/2018GC007950
- Daoliang Chu, Grasby S.E., Haijun Song et al. Ecological disturbance in tropical peatlands prior to marine Permian-Triassic mass extinction // Geology. 2020. Vol. 48. № 3. P. 288-292. DOI: 10.1130/G46631.1
- Menghan Li, Grasby S.E., Shui-Jiong Wang et al. Nickel isotopes link Siberian Traps aerosol particles to the end-Permian mass extinction // Nature Communications. 2021. Vol. 12. № 2024. DOI: 10.1038/s41467-021-22066-7
- Payne J.L., Clapham M.E. End-Permian Mass Extinction in the Oceans: An Ancient Analog for the Twenty-First Century? // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2012. Vol. 40. P. 89-111. DOI: 10.1146/annurev-earth-042711-105329
- Elkins-Tanton L.T., Grasby S.E., Black B.A. et al. Field evidence for coal combustion links the 252 Ma Siberian Traps with global carbon disruption // Geology. 2020. Vol. 48. № 10. P. 986-991. DOI: 10.1130/G47365.1
- Валиулин С.В., Онищук А.А., Палеев Д.Ю. и др. Влияние органического аэрозоля в угольных шахтах на предел воспламенения метановоздушной смеси // Химическая физика. 2021. Т. 40. № 4. С. 41-48. DOI: 10.31857/S0207401X21040130
- Ribeiro J., Ania C.O., Suárez-Ruiz I., Flores D. Chapter 7 – The Spontaneous Combustion of Coal-Mine Waste and Stream Effects in the El Bierzo Coalfield, Spain // Coal and Peat Fires: A Global Perspective. Elsevier, 2019. Vol. 5: Case Studies – Advances in Field and Laboratory Research. P. 97-124. DOI: 10.1016/B978-0-12-849885-9.00007-X