Система радиационного мониторинга окружающей среды

В.П.Демченков, И.Э.Новиков, Государственный научный центр Центральный научно-исследовательский и опытно-констукторский институт робототехники и технической кибернетики, Россия

Опыт применения техники ЦНИИ РТК во время ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС показывает, что придание средствам противодействия радиационного загрязнения новых технических качеств требует нескольких лет целенаправленной работы.

ЦНИИ РТК предлагает создание унифицированной системы на базе разработанных аппаратурно-программных комплексов радиационного мониторинга для защиты города или региона от угрозы радиационного терроризма. Значительная часть этой аппаратуры применялась при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС и была впоследствии существенно доработана на основании полученного опыта действий в экстремальных условиях.

Важнейшим направлением работ ЦНИИ РТК при ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в апреле 1986 г. была разработка и применение систем дистанционного радиационного мониторинга. В работе принимали непосредственное участие как техника, так и персонал нашей организации. Были использованы ранее созданные для войск химической защиты системы "Зефир" для обнаружения источников ионизирующего излучения с воздуха, "Изъятие" для решения той же задачи с помощью наземных средств, гамма – локатор, испытанный ранее на Белоярской АЭС. Срочно была разработана и поставлена на станцию аппаратура "Зефир-М" для дистанционного определения мощности дозы на высоте 1 м над поверхностью земли с борта воздушных средств. С помощью этой аппаратуры в сентябре 1986 года было обследовано 250 км2 территории вблизи АЭС, 93 населенных пункта и 6 дорог [1]. В результате работ был получен уникальный опыт применения техники в экстремальных условиях. В дальнейшем этот опыт был учтен и реализован в последующих разработках.

Автоматизированная система контроля радиационной обстановки (АСКРО) предназначена для проведения контроля радиационной обстановки территории (региональная) или потенциально опасного объекта (объектовая). Необходимо отметить, что ещe в 1989 году было принято решение о создании ЕГАСКРО – единой государственной автоматизированной системы контроля радиационной обстановки. Разработанная в ЦНИИ РТК концепция построения региональной системы контроля была впервые представлена, рассмотрена и одобрена как наиболее перспективная на Всесоюзном совещании по Единой государственной автоматизированной системе контроля радиационной обстановки и рекомендована к разработке в 1990 г. Система включает в себя стационарные посты и мобильные средсьтва радиационного контроля, пункт сбора и обработки информации и региональный измерительный центр. После 1991 г. работы в данном направлении продолжались в рамках заказов от различных министерств и других заинтересованных организаций, включая поставку готовых образцов и эксплуатацию установленных систем. В настоящее время в ЦНИИ РТК разработаны как общие концепции построения различных региональных и объектовых АСКРО, так и отдельные их элементы.

Главной особенностью и преимуществом данного проекта является то, что он основывается на применении в качестве основной компоненты мобильных комплексов радиационной разведки с улучшенными обнаружительными характеристиками блоков детектирования на базе дешевых кристаллических сцинтилляторов большого объема и газоразрядных детекторов. Данный подход ориентирован на специфику российских условий по контрасту со спецификой европейских экологических АСКРО, основу которых составляют стационарные посты на базе дорогостоящих полупроводниковых детекторов.

Предлагаемый подход обладает следующими преимуществами:

- Позволяет обойтись дешевыми средствами контроля, что весьма важно при их массовом применении.

- Позволяет контролировать весьма значительные территории, используя ограниченные средства.

- Применять эти средства в районах с пересеченным рельефом местности и недостаточно оборудованными дорогами.

- В случае необходимости позволяет быстро мобилизовать и стягивать в район предполагаемой активности террористов значительные силы из других районов.

Следует особо подчеркнуть, что применение этих средств может быть эффективно только в том случае, если используется соответствующее информационное и математическое обеспечение. Именно это обеспечение является главным ноу-хау разработчиков.

Структура предлагаемой региональной АСКРО включает в себя следующие основные компоненты:

- система стационарных постов радиационного контроля, соединенных линиями связи с пунктом сбора и обработки информации;

- воздушный комплекс радиационной разведки (ВКР);

- наземный комплекс радиационной разведки (НКР);

- надводный (подводный) комплекс радиационной разведки (ПКР);

- региональный информационный центр (РИЦ);

- носимые и возимые средства радиационного контроля;

- комплекс моделей и пакетов программного обеспечения, банки данных.

Система стационарных постов включает в себя сеть специальным образом расположенных и оборудованных стационарных средств наблюдения за перемещением радиоактивных грузов и транспорта и поиска источников повышенной радиации. Сюда входят посты радиационного наблюдения на контрольно-пропускных пунктах и оперативные средства контроля транспортных магистралей. Эта система может иметь свою собственную информационную сеть и первичный пункт сбора и обработки информации. Система должна иметь прямую или косвенную связь с РИЦ. Квазистационарными средствами можно назвать мобильные комплексы разведки, положение которых не меняется в течении продолжительно периода времени, например автомобильный комплекс разведки на обочине дороги. Функционирование этих средств аналогично стационарным.

Мобильные средства радиационной разведки предназначены для экспрессного обследования радиационной обстановки в подвергшемся загрязнению районе, составления карт дозных полей, поиска и определения местоположения локальных источников ионизирующего излучения, включая гамма- и нейтронное излучение. В процессе работы мобильных средств используются методы дистанционного радиационного мониторинга, позволяющего определять параметры радиационных полей на расстоянии, что особенно важно в случае, если прямой доступ к источникам радиации затруднен ввиду наличия завалов, пожаров, задымления, наличия опасных для людей химических и радиационных полей. В состав мобильных средств входят воздушные (ВКР) и наземные (НКР) комплексы радиационной разведки.

ВКР устанавливается на борту самолета или вертолета без специальной доработки последних, дистанционно определяет мощность экспозиционной дозы на высоте 1 м над поверхностью земли, осуществляет поиск локальных источников гамма- и нейтронного излучения. По результатам работы составляется карта дозной обстановки с привязкой к местности.

НКР устанавливается на борту автомобиля и бронетранспортера и решает подобные задачи более детально, работая автономно или используя информацию, полученную с ВКР. Передвижная радиологическая лаборатория располагается на борту оборудованного микроавтобуса и предназначена для решения широкого круга задач, связанных с радиационным мониторингом окружающей среды и радиационно-опасных объектов. Лаборатория может решать задачи оперативного радиационного контроля транспортных магистралей, поиска локальных источников радиации, дистанционного определения мощности дозы, идентификации нуклидного состава и определения активности радиационного загрязнения, а также проведения лабораторных исследований на месте. Лаборатория может оснащаться робототехническим комплексом для поиска, исследования и изъятия опасных локальных источников радиации.

ПКР предназначен для экспрессной оценки в экспедиционных условиях радионуклидного состава среды. ПКР производит поиск локальных источников гамма-излучения, определение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, идентификацию и определение объемной активности отдельных радионуклидов. При работе опускается на кабель-тросе с борта корабля или глубоководного аппарата.

РИЦ устанавливается на наземном транспорте и предназначен для сбора, хранения и первичного анализа информации, поступающей со стационарных постов и мобильных средств, а также координации работы всей системы и оповещения соответствующих служб и администрации района о возникновении радиационной угрозы. Результаты обработки представляются в виде карты дозных полей с нанесенными на ней локальными источниками гамма- и нейтронного излучения, протоколов стандартной формы с формированием обширной базы данных.

Носимые и возимые средства радиационного контроля предназначены для проведения углубленного контроля оперативным образом на месте или в специально оборудованном пункте. К ним относятся полевой альфа-, бета-, гамма-спектрометр и ручной направленный гамма-пеленгатор.

Особая роль в предотвращении радиационного терроризма и несанкционированного перемещения радиоактивных материалов по территории контролируемого региона отводится стационарным и мобильным средствам радиационного контроля, использующим методы спектрометрического дистанционного радиационного мониторинга. В ЦНИИ РТК получил развитие подход, который можно назвать "углубленным спектрометрическим методом" для дистанционного радиационного мониторинга. Этот метод базируется на идее максимального использования спектрометрической информации в сочетании с априорной информацией об источнике ионизирующего излучения и окружающей среде. Для своей реализации этот подход требует наличия повышенного уровня спектрометрических характеристик применяемых блоков детектирования, использования специальных методов математического и физического моделирования, а также специальных алгоритмов обработки спектрометрической информации [2].

Функционирование системы может осуществляется в следующих режимах:

- Режим патрулирования. Осуществляется экономичное использование ресурсов системы. Идет наблюдение за перемещением известных источников повышенной радиации и поиск неизвестных. В случае обнаружения подозрительного источника информация передается в РИЦ.

- Режим активного поиска. В случае, если зафиксировано наличие подозрительного источника радиации на территории контролируемого района или получена оперативная информация от правоохранительных органов о его наличии, силами мобильных средств предпринимается целенаправленный поиск источника радиации и его дистанционное исследование.

- Режим задержания. На основании полученных данных правоохранительные органы проводят задержание подозрительных грузов, транспортных средств или людей в частности для проведения углубленного радиационного контроля. Контроль может проводиться оперативно на месте задержания или в специально оборудованном пункте. В этом случае правоохранительные органы должны обеспечиваться необходимой для задержания информацией и снабжаться необходимым для проведения контроля оборудованием. В качестве такого оборудования могут применяться специальные носимые и возимые средства контроля.

Предложенная система может решать следующие задачи по борьбе с угрозой ядерного терроризма:

• обнаружение подготовки террористического акта;

• борьба с контрабандой радиоактивных материалов и их несанкционированным перемещением;

• обнаружение радиоактивного загрязнения в результате диверсии на ранних стадиях и оповещение соответствующих служб и населения;

• ликвидация последствий террористических актов.

Кроме того, система может решать задачи, не связанные непосредственно с угрозой ядерного терроризма:

• осуществление экологического радиационного мониторинга;

• контроль за выбросами радиоактивности с потенциально опасных объектов АЭС, предприятий по добыче, переработке и хранению ядерных материалов;

• ликвидация последствий ядерных аварий.

Отметим особенности применения системы для решения задач экологического радиационного мониторинга (ЭРМ). Мобильные комплексы и РИЦ могут непосредственно использоваться для решения этих задач с несколько модифицированным программным обеспечением. В качестве системы стационарных постов должна использоваться система специализированных для решения задач ЭРМ постов, которые должны иметь специальное оборудование и расположение. В случае крупной диверсии на предприятии ядерно-энергетического комплекса и выхода в окружающую среду большого количества радиоактивности должны быть задействованы все средства радиационного мониторинга и проводиться все действия, аналогичные действиям в случае крупной ядерной аварии. При этом мобильные комплексы радиационной разведки решают задачи экспрессной радиационной разведки, оперативного контроля радиационной обстановки, составление карт дозных полей, разведку маршрутов движения автоколонн, поиск радиоактивных пятен на местности, поиск и изъятие локальных источников радиации.

Многофункциональность системы обеспечивает возможность ее постоянного использования и поддержания работоспособности, что создает условия для более эффективного противодействия радиационному терроризму.

Комплексы, создаваемые в рамках настоящего проекта, обеспечат соответствующие службы РФ необходимой информацией о состоянии радиационного фона для обеспечения нормальной жизнедеятельности населения, а также для проведения защитных и восстановительных мероприятий по преодолению последствий радиационных аварий, в том числе и в результате возможных террористических атак.

Список литературы:
1. Е.И. Юревич. ЦНИИ РТК. История создания и развития, 2-е изд., доп. СПб; Изд-во СПбГТУ, 1999. 112с.
2. Проблемы проектирования аппаратуры радиационной разведки на базе сцинтилляционных гамма-спектрометров. И.Н. Коробков, И.Э. Новиков, ЦНИИ робототехники и технической кибернетики.//Журнал Мониторинг апрель 1996 г.

По материалам Международной конференции «Стратегия безопасности использования атомной энергии»

назад

Материалы из архива

1.2006 Наши поздравления Е.О. Адамову, лидеру и бойцу

"Федеральный суд Швейцарии объявил сегодня, что Адамов будет экстрадирован в Россию…" "Я удовлетворен этим решением как гражданин Российской Федерации, учитывая специфику моей биографии, включая работу министром в шести правительствах Российской Федерации с доступом к информации государственного значения", - говорится в заявлении Адамова. Однако, экс-министр "хотел бы очистить свое имя от безосновательных обвинений", выдвинутых против него правительством США.

9.2007 ГРУ контролирует глубины океанов

Владимир Иванов "Независимая газета"6 сентября власти города Саров Нижегородской разгласили закрытую информацию объявив, что на верфях в Северодвинске построена субмарина проекта 20120. Как выяснилось подлодка - суперсекретна. Получить какие-то достоверные комментарии по данному поводу ни одному из представителей прессы так и не удалось. Производители и разработчики сохраняли молчание. Не распространялись по данному вопросу и военные моряки.

10.2006 Искать точки соприкосновения

Мухтар Джакишев, президент Национальной атомной компании «Казатомпром» Дефицит уранового сырья заставляет ведущие мировые ядерные державы все чаще поглядывать в сторону Казахстана. Бывшая республика Советского Союза занимает второе место в мире по запасам урана, третье – по добыче. Выиграв судебный процесс по антидемпинговому разбирательству с американской компанией USEC, Казахстан, в отличие от России, продает уран в США по свободным мировым ценам.