Geum.ru

Cols=2 gutter=38> С. Б. Чебышов д-р техн наук А. Ф. Леонов

Вид материалаДокументы

Содержание


Список литературы
Матвеев В.В., Поленов Б.В., Стась К.Н., Чебышов С.Б.
Кузьмин В.В., Римский–Корсаков A.A., Иванов А.В.
Кстенин Д.Е., Леонов А.Ф., Соломина Е.Ю.
Комиссаров А.Б., Леонов А.Ф., Соломина Е.Ю.
Федоровский Ю.П.
Комиссаров А.Б., Кононов А.Н., Леонов А.Ф.
Зорин А.В., Книжник А.С., Рыжов Н.В.
Леонов А.Ф., Денисов А.А., Чебышов С.Б.
Подобный материал:



С.Б. Чебышов

д-р техн. наук

А.Ф. Леонов

канд. техн. наук

Ю.П. Федоровский

канд. техн. наук

П.Ю. Федоровский

канд. техн. наук

(ЗАО «СНИИП-КОНВЭЛ», Москва)

Приборное
обеспечение
радиационно-экологического
мониторинга



Представлены основные измерительные задачи радиационно-экологического мониторинга, структура автоматизированной системы контроля радиационной обстановки, а также приборы и блоки детектирования, позволяющие выполнять измерения радиационного фона, радиоактивности газов и воздуха, воды в реках, озерах, технологических системах и системах водоснабжения, почвы, продуктов питания.


The basic measuring problems of radiating ecological monitoring and the structure of automated monitoring system of radiating conditions are presented. The described devices and detecting blocks allow to carry out measurements of a radiating background, radio-activity of gases and air, water in the rivers, lakes, technological systems and water supply systems, ground, food stuffs.


Важнейшими условиями развития атомной энергетики является повышение ее безопасности и минимизация воздействия радиации на человека и окружающую среду. Аварии на атомных станциях, предприятиях и военных объектах обострили внимание к обеспечению безопасности этих объектов, соблюдению технологических процессов, контролю за их работой и влиянием на окружающую среду [1…9]. В соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) к объектам радиационного мониторинга отнесены:
  • потенциальные источники радиоактивного загрязнения (в первую очередь радиационные объекты);
  • окружающая среда (объекты окружающей среды, среда обитания человека, в том числе жилище, сельскохозяйственная и животноводческая продукция, пища, вода, воздух и т.д.);
  • сам человек (определение доз от внешнего и внутреннего облучения и расчет суммарных дозовых нагрузок).

Анализ задач, решаемых при проведении радиационного контроля на АЭС и предприятиях ядерного топливного цикла (ЯТЦ), в том числе в хранилищах радиоактивных отходов (РАО), а также в научных центрах, позволил выделить общие основные виды радиационного контроля, характерные для этих объектов (табл. 1).

Основная задача проведения радиационного контроля – ведение производственно-технологических процессов или решение научных задач в условиях контроля над источником ионизирующего излучения, обеспечение контроля радиационной обстановки и радиационной безопасности. В случае возникновения радиационной аварии (потери контроля над источником излучения) проводимые мероприятия и применяемые технические средства должны обеспечить локализацию места аварии, определение уровня аварии, прогноз радиационной обстановки и дать экспертные рекомендации по осуществлению действий, н
аправленных на ликвидацию последствий аварии [9]. Измерения, проводимые при радиационном контроле с помощью аппаратуры (систем, комплексов и отдельных приборов), направлены на информационное обеспечение текущего, оперативного и аварийного контроля. Как правило, текущий контроль осуществляют с помощью стационарной аппаратуры, оперативный контроль – с помощью переносной или носимой аппаратуры.

На рис. 1 представлен, на примере АЭС, структурированный состав основных типов задач радиационных измерений.

Объект измерений в данном случае структурирован на три основных компоненты – «источник», «объект» и «окружающая среда». Под «источником» в данном случае подразумевается реакторная установка, «объект» – включает в себя здания, сооружения и технологическое оборудование, непосредственно не входящее и не относящееся к реакторной установке. Радиационный контроль окружающей среды включает в себя радиационные измерения на промплощадке, а также в СЗЗ и ЗН. Очевидно, что данная структуризация может быть применена практически к любому радиационно- или ядерно-опасному объекту. Причем для «источника» превалирующим является радиационно-технологический контроль – примерно 80…90 %, остальную часть составляет контроль радиационной обстановки для задач коллективной дозиметрии. Соотношение пропорций в объеме контроля «объекта» существенным образом меняются и примерно становятся равными, т.е. 50 % – технологический контроль и столько же составляет радиационный дозиметрический контроль. Увеличение объема дозиметрического контроля связано с существенным возрастанием числа помещений и зон присутствия обслуживающего персонала. При радиационном контроле окружающей среды преимущественными являются задачи измерения присутствия радионуклидных компонент в воздухе, воде, а также в различных пробах. Помимо этого в задачи радиоэкологического контроля включено обнаружение и предотвращение аппаратурными средствами несанкционированного перемещения радиоактивных и делящихся материалов. Таким образом, на основании многолетнего опыта эксплуатации радиационно-опасных объектов, в соответствии с НРБ-99 и ряда других нормативных документов в состав задач радиационно-экологического мониторинга вошли измерения радиоактивности [10…15]: газовоздушных выбросов; воздуха окружающей среды; сбросных жидкостей; вод экосистемы; донных отложений; проб пищевых продуктов, воды, земли и пр.; поверхностного загрязнения; обнаружение несанкционированного перемещения радиоактивных и делящихся веществ.

Основу приборов составляют высокочувствительные датчики, которые обеспечивают

оперативное измерение радиационного фона, радиоактивности воздуха, воды в реках, озерах, системах водоснабжения, почвы, продуктов питания и т.д. [9, 16…29]. Созданные авторами датчики позволяют обнаружить появление радиации на ранних стадиях зарождения аварийной ситуации. Полученная с помощью наших приборов информация позволяет реально оценить радиационную обстановку на АЭС и в окружающей среде, и принять адекватные действия по обеспечению безопасной эксплуатации АЭС и минимизации ее воздействия на окружающую среду. В настоящее время основной объем информации о состоянии радиационной обстановки на объекте и о его влиянии на окружающую среду централизованно собирается и обрабатывается автоматизированными системами контроля радиационной обстановки – АСКРО [30…32]. АСКРО обеспечивает радиационный мониторинг АЭС и прилегающих территорий (в том числе населенных пунктов), газовых и аэрозольных радиоактивных выбросов, охлаждающей и технологической воды. Структурная схема системы представлена на рис. 2. Она состоит из двух подсистем: первая – позволяет получать информацию о радиоэкологическом состоянии окружающей среды. Это очень важный компонент, поскольку непосредственно связан с обеспечением безопасности населения. Основу этой подсистемы составляют стационарные посты, которые располагают на прилегающих к АЭС территориях и в населенных пунктах. Стационарные посты, помимо измерителей климатических параметров (температура, давление, влажность, скорость ветра), оборудованы радиационными мониторами, которые непрерывно измеряют мощность дозы фотонного излучения. Дополнительно посты могут быть оснащены приборами для радиоактивного (- и -излучения) анализа проб воды, почвы, растительности, донных отложений и пищевых продуктов, измерения концентраций радиоактивных аэрозолей и радиоактивных выпадений. Для визуализации измеренных параметров посты оснащаются специализированными табло, что очень важно при размещении их в населенных пунктах (рис. 3). Информационный обмен между центром и периферийными постами реализуется с использованием сотовой телефонной связи. При необходимости сотовая

связь может быть продублирована дополнительным каналом связи.

Вторая подсистема представляет собой комплекс приборов и блоков детектирования, которые позволяют измерять:
  • мощность дозы -излучения на территории АЭС (рис. 4);
  • мощность дозы -излучения при мониторинге транспорта и персонала на пропускных пунктах (рис. 5);
  • радиоактивность аэрозолей и газовых выбросов (рис. 6);
  • радиоактивность воды, сбрасываемой в бассейн-охладитель, и технической воды, образующейся при проведении работ на АЭС, радиоактивность донных отложений (рис. 7).

Компьютерная обработка позволяет получать не только оперативную информацию, но и определять суточные, месячные и годовые тренды радиационных параметров. Информация, поступающая от первой и второй подсистем, объединяется на центральном посту. В состав центрального поста помимо сервера и компьютера рабочего места оператора введено панорамное устройство – «табло-карта» для оперативного и наглядного информирования пользователей о радиоэкологическом состоянии окружающей среды. Дополнительно, для расширения функциональных возможностей используются переносные приборы (рис. 8), позволяющие оперативно

и с высокой чувствительностью обнаруживать и локализовывать радиационное загрязнение.

Основные особенности предлагаемой системы АСКРО (радиационного мониторинга) состоят в следующем:
  • высокая чувствительность и оперативность измерений радиационно-экологических параметров;
  • комплексная оценка радиоэкологического состояния окружающей среды;
  • широкие возможности для решения радиоэкологических и технологических измерений на АЭС и других ядерно-опасных объектах.

Для упрощения использования приборов и блоков детектирования они поставляются в законченном функционально-конструктивном виде, что позволяет достаточно легко подключать их к коммуникациям объекта (трубопроводы, вентсистемы, сбросные коллекторы и пр.) и в тоже время они оснащены как локальными средствами отображения, так и коммуникационными разъемами для включения их в объектовые информационные системы. Интерфейс обмена информацией выполняется в соответствии со спецификацией существующей объектовой системы или техническим заданием заказчика. В таблицах 2 и 3, соответственно, представлены – основной перечень приборов для радиационно-экологического мониторинга и блоки детектирования для построения измерительных каналов. Предлагаемые технические

с
редства могут быть использоваться и как автономные приборы, и как компоненты в составе систем измерения, контроля и управления радиационно-опасных объектов.

Отличительные особенности блоков детектирования:
  • высокая чувствительность измерений;
  • возможность раннего обнаружения радиационной аномалии;
  • оперативность измерений (получение информации в реальном времени);
  • повышенная устойчивость к воздействию внешних неблагоприятных факторов – климатические условия, вибрация и удары, внешний радиационный фон, электромагнитные поля.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
  1. Федеральный закон № 170-ФЗ «Об использовании атомной энергии».
  2. Федеральный закон № 3-ФЗ «О радиационной безопасности населения».
  3. ОПБ-88/97. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. ПНАЭГ-01-011–97. М.: Госатомнадзор России, 1997.
  4. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ–99). СП 2.6.1. 799–99 // Минздрав России. 2000.
  5. Нормы радиационной безопасности (НРБ–99): Гигиенические нормативы. СП 2.6.1. 758–99. М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999.
  6. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций СП АС–03. СанПиН 2.6.1.24–03. М.: Минздрав России, 2003.
  7. Ядерная энергетика, человек и окружающая среда / Под общ. ред. акад. А.П.Александрова. М.: Энергоатомиздат, 1984.
  8. Атомная наука и техника СССР / Под общ. ред. А.М. Петросьянца. М.: Энергоатомиздат, 1987.
  9. Поленов Б.В., Чебышов С.Б. Глобальное и государственное информационно-техническое обеспечение радиационной безопасности человека и окружающей среды. Междунар. конф. МАГАТЭ по изотопной и ядерной аналитической технике для обеспечения безопасности человека и окружающей среды. Австрия, Вена,
    10–13 июля 2003. Доклад.
  10. Матвеев В.В., Поленов Б.В., Стась К.Н., Чебышов С.Б. Основные принципы и технические средства радиоэкологического мониторинга в России / Междунар. конф. «Технология мониторинга», Филадельфия, США, доклад. 1996.
  11. Матвеев В.В., Поленов Б.В., Стась К.Н., Чебышов С.Б. О некоторых перспективах расширения областей применения ядерных измерительно-информационных технологий / Ядерные измерительно-информационные технологии (Труды научно-инженерного центра «СНИИП»). М.: НИЦ «СНИИП», 1997.
  12. Безопасность атомных станций: Справочник. М.: Росэнергоатом, 2000.
  13. Матвеев В.В., Поленов Б.В., Стась К.Н., Чебышов С.Б. Современное состояние и тенденции развития радиоэкологического приборостроения / Экологические системы и приборы. 1999. № 1.
  14. Матвеев В.В., Стась К.Н., Чебышов С.Б. Экологическая информатика и радиоэкологическое приборостроение // Экологические системы и приборы. 1999. № 5.
  15. Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности. М.: Энергоатомиздат, 1998.
  16. Поленов Б.В., Чебышов С.Б. Научно-техническое обеспечение радиационно-экологического мониторинга в России // 1-ый междунар. семинар-выставка «Экологические системы, приборы и технологии», Москва,
    28–30 июля 2000, доклад.
  17. Кузьмин В.В., Римский–Корсаков A.A., Иванов А.В. и др. Базовые средства ЕГАСКРО / А.В. Лапшин, М.Ю. Мя­кушин, М.М.Новиков // Научно-информационный журнал по радиационному контролю АНРИ. М.: Информационный центр НПП «Доза». 1998. № 3 (14).
  18. Детекторы с развитой поверхностью. Опыт разработки и применения: Сб. статей под ред. Ю.П. Федоровского, С.Б. Чебышова. М.: Издательский дом «Технологии»», 2001.
  19. Чебышов С.Б., Леонов А.Ф., Стась К.Н. Измерительно-информационная технология предотвращения несанкционированного распространения радиоактивных веществ в системе ЕГАСКРО. Ядерные измерительно-информационные технологии. Тр. научно-инженерного центра «СНИИП». М.: Измерительно-информационные технологии, 1998.
  20. Кстенин Д.Е., Леонов А.Ф., Соломина Е.Ю. и др. Стационарные и носимые мониторы обнаружения делящихся материалов и радиоактивных источников / Ядерные измерительно-информационные технологии. Тр. Научно-инже­нерного центра «СНИИП»), М.: НИЦ «СНИИП», 1997.
  21. Леонов А.Ф., Соломина Е.Ю., Федоровский Ю.П. и др. Транспортные радиационные мониторы // Конференция «Состояние и развитие государственной системы контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации». г. Обнинск. НПО «Тайфун» 23–25 мая 2001 г. Доклад.
  22. Комиссаров А.Б., Леонов А.Ф., Соломина Е.Ю. и др. Новые радиометры для контроля радиоактивного загрязнения жидких сред // Ядерные информационно-измерительные технологии. Тр. Научно-инженерного центра «СНИИП». М.: НИЦ «СНИИП», 1997.
  23. Федоровский Ю.П. Сцинтилляционные пластмассовые и комбинированные детекторы с развитой поверхностью для радиометрии сред и поверхностей. Научно-техническая конференция «Датчики и детекторы для АЭС». Пенза. 11–13 сентября 2002.
  24. Комиссаров А.Б., Кононов А.Н., Леонов А.Ф. и др. Сцинтилляционные блоки детектирования с повышенной чувствительностью для экспрессного контроля радиоактивного загрязнения водных и газообразных сред // Научно-техническая конференция «Датчики и детекторы для АЭС. Пенза. 11–13 сентября 2002.
  25. Бирюков И.П., Макаров В.В., Панфилов А.В. и др. Аппаратура инспекционного радиоэкологического мониторинга // Ядерные измерительно-информационные технологии. 2002. № 1.
  26. Денисиков А.И., Комиссаров А.Б., Федоровский Ю.П., Чебышов С.Б. Мониторинг радиоактивного загрязнения водных сред с использованием блоков детектирования на основе волокнистых сорбентов // Ядерные измерительно-информационные технологии. 2003. № 1(5).
  27. Леонов А.Ф., Царьков В.П., Чебышов С.Б. Информационно-измерительные модули экологического контроля // Ядерные измерительно-информационные технологии. Тр. НИЦ «СНИИП». М.: НИЦ «СНИИП», 1997.
  28. Леонов А.Ф., Сельдяков Ю.П., Чебышов С.Б. Некоторые вопросы измерительно-информационного обеспечения систем учета и контроля ядерных и радиоактивных металлов. Ядерные измерительно-информационные технологии–99. Тр. научно-инженерного центра «СНИИП». М.: Измерительно-информационные технологии, 1999.
  29. Леонов А.Ф., Тихонов А.А., Федоровский П.Ю. и др. Эффективные методы и аппаратура для измерения радона в шахтах, на рабочих местах и жилых помещениях // Международная конференция по изотопной и ядерной аналитической технике для обеспечения безопасности человека и окружающей среды. Австрия. Вена МАГАТЭ, 10–13 июня 2003 г. Доклад.
  30. Зорин А.В., Книжник А.С., Рыжов Н.В. и др. Автоматизированная система контроля радиационной обстановки в районе размещения Ростовской АЭС // 4-ая междунар. конф. «Радиационная безопасность: экология–атомная энергия», Санкт-Петербург. ГРОЦ Минатома РФ.
    24–28 сентября 2001 г.
  31. Леонов А.Ф., Денисов А.А., Чебышов С.Б. и др. Аппаратура для городских АСКРО // Конференция «Состояние и развитие государственной автоматизированной системы контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации», г. Обнинск. НПО «Тайфун». 23–25 мая 2001 г.
  32. Чебышов С.Б., Черкашин И.И., Кашкин В.В. и др. Автоматические системы радиационного контроля ядерных технологий и окружающей среды // Междунар. конф. по изотопной и ядерной аналитической технике для обеспечения безопасности человека и окружающей среды. Австрия. Вена. МАГАТЭ. 10–13 июня 2003.







Э КОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ПРИБОРЫ № 6. 2007 г.