Введение к работе
Российская система государственных гарантий безопасности в области использования атомной энергии, базирующаяся на «Основах государственной политики в области обеспечения ядерной и радиационной безопасности Российской Федерации на период до 2010 года и дальнейшую перспективу», утвержденных Президентом РФ 4 декабря 2003 года, в настоящее время должна обеспечить реализацию концепции социально приемлемого риска, повышение защищенности ядерных объектов и материалов в условиях усиления террористических угроз, поддержание необходимого уровня готовности сил и средств для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, а также террористических актов, контроль транспортирования радиоактивных и делящихся материалов на территории РФ.
Инструментом практической реализации Основ государственной политики является федеральная целевая программа «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года», утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации от 13 июля 2007 года.
К настоящему времени большинство ядерных стран уже в течение ряда лет занимаются ликвидацией своего ядерного наследия с целью снизить риск радиационного воздействия на окружающую среду и население, а также существенно ограничить возможность возникновения непредвиденных и чрезвычайных ситуаций на объектах хранения РАО и при проведении реабилитационных работ. В последние годы в России также начаты масштабные работы по реабилитации временных хранилищ РАО, выводу из эксплуатации ядерно- и радиационно-опасных объектов, являющиеся завершающей стадией жизненного цикла каждого ядерного или радиационного объекта. Особое внимание уделяется ликвидации радиационно-опасных объектов, сооруженных в нашей стране в период развития атомной энергетики и разработки ядерного оружия. Эти работы приводят к резкому возрастанию объемов хранения РАО и риску возникновения чрезвычайных ситуации при обращении с ними.
В ходе работ по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на ядерно- и радиационно-опасных объектах возникает необходимость получения точных данных об уровнях загрязнения объектов и территорий, поэтому разработка методов и адаптация средств измерений к конкретным условиям их выполнения является важнейшей задачей в условиях проведения неотложных мер. Именно на решение этих задач направлена данная диссертационная работа.
Диссертация включает в себя экспериментальные исследования и разработки, выполненные в рамках работ по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, результаты измерений, выполненных в загрязненных помещениях 4-го блока, результаты радиационного обследования поймы р. Теча, а также измеренные данные о загрязнении объектов Кирово-Чепецкого химического комбината. Исследования направлены на практическое обоснование, создание новых и совершенствование имеющихся методик и средств измерений для проведения радиационного обследования объектов в случае возникновения на них радиоактивного загрязнения в результате чрезвычайных ситуации. Включают в себя отработку методов калибровки измерительных устройств, автоматизацию процесса выполнения самих измерений с целью повышения эффективности и производительности, а также наглядности представления результатов.
Основной задачей начального этапа работ по ликвидации последствий аварии на радиационно-опасном объекте является проведение радиационного обследования с целью получения достоверной информации о радиационной обстановке как внутри объекта, так и на прилегающих территориях. Данные радиационного обследования служат основой для принятия решений о дальнейших мероприятиях по реабилитации объекта и ликвидации последствий чрезвычайной ситуации. Совершенствование и последовательное развитие методов, средств измерения, методов обработки и представления данных об уровнях радиоактивного загрязнения объекта в условиях чрезвычайных ситуаций становятся эффективным комплексным мероприятием текущего момента и на перспективу, для обеспечения высокой степени защиты персонала, населения и окружающей среды от радиационного воздействия. Защита персонала, населения и окружающей среды, смягчение последствий от возможных радиационных аварий, реабилитация радиоактивно загрязненных территорий и объектов предполагает применение новых высокоэффективных средств радиационного контроля. Создание баз данных по радиоактивному загрязнению отслуживших свой срок объектов и обеспечение их автоматизированными средствами измерения радиационной обстановки являются порой единственным и практически реализуемыми мероприятиями, компенсирующими дефицит безопасности стареющих ядерно- и радиационно-опасных объектов.
Основной целью работы явилось экспериментальное обоснование, разработка методов измерения и применение радиометрических средств определения уровней
загрязнения территорий и объектов у- и (З-излучающими радионуклидами, их
практическая апробация, отработка последовательности и способов их применения с целью скорейшего получения данных об их радиоактивном загрязнении в условиях чрезвычайных ситуаций. Разработан набор измерительных средств, допускающий первичную обработку данных, их хранение, наглядное представление для целей принятия решения о последовательности реабилитационных действий, контроля их выполнения и оценки их эффективности.
Актуальность работы
Планирование реабилитационных действий при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на радиационно-опасном объекте требует проведения тщательного радиационного обследования, задачами которого является сбор в кратчайшие сроки достоверных данных о радиоактивном загрязнении объекта. Решить эти задачи, призваны методы и средства измерения, разработанные в ходе работ над данной диссертацией. Результаты измерений, полученные разработанными средствами, верифицированы сравнением с данными традиционных методов обследования. Разработаны методы обработки результатов, способы их хранения и представления в виде удобном для принятия обоснованных решений о порядке реабилитационных действий в условиях чрезвычайных ситуаций, мерах защиты населения и персонала, а также объектов окружающей среды. Предложенные методы оказались эффективными и для контроля радиационной обстановки в ходе выполнения неотложных мероприятий при возникновении аварийной ситуации на ЧАЭС. В ходе выполнения неотложных мероприятий на аварийном объекте отсутствие точных данных о нуклидном составе загрязнения, необходимость безопасного выявления высокоактивных элементов конструкций и отходов при проведении реабилитации требует непрерывного контроля радиационной обстановки. Высокопроизводительные методы и средства измерений на основе большого объема достоверных данных позволяют быстро изменять последовательность выполнения работ и обеспечивают защиту персонала и окружающей среды от радиационного воздействия, возникающего при обнаружении интенсивных источников фотонного ионизирующего излучения.
Актуальность работы определяется необходимостью в условиях возникающих непредвиденных ситуаций использовать наиболее эффективные и высокопроизводительные методы и средства измерений, позволяющие получить достоверные данные об уровнях загрязнения объекта, нуклидном составе и дозовых нагрузках на персонал и население при выполнении неотложных действий и принятых решений. Разработанные средства измерения основаны на дистанционных методах проведения измерений, допускают их использование для радиационного контроля, диагностики и мониторинга ядерно- и радиационно-опасных объектов при работах по ликвидации негативных последствий их производственной деятельности и в непредвиденных ситуациях. Предложенные методы и средства измерений нашли применение при реабилитации территорий, ликвидации хранилищ радиоактивных отходов (РАО), накопленных за годы развития ядерной энергетики. В современных условиях развития ядерно-промышленного и энергетического комплекса результаты исследований определяют возможности и пути совершенствования существующих и создания новых образцов измерительных комплексов радиационного мониторинга, улучшения их технических, эксплуатационных и других характеристик, являются жизненно важными для снижения вероятности несанкционированного перемещения и применения ядерно- и радиационно-опасных образцов, охраны здоровья персонала и населения, защиты окружающей среды.
Актуальность данных научных исследований предопределяется важностью исполнения правовых документов федерального и регионального уровня:
Постановление Правительства Российской Федерации от 13.07.2008 № 444-р. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 03.02.2005 № 117-р. Постановление Правительства Москва №641 от 25.08.1998 Стратегия развития атомной энергетики России в первой половине XXI века. Концепция обращения с радиоактивными отходами в Российской Федерации определяется Законами РФ: «Об атомной энергии». «О радиационной безопасности населения».
В основу разработанных измерительных средств радиационного контроля и мониторинга радиоактивного загрязнения положены результаты фундаментальных исследований, полученные при изучении спектральных характеристик излучения плотной плазмы и формировании изображений плазменных объектов в рентгеновском диапазоне спектра излучения. Диагностика, предложенная в ИАЭ им. И.В. Курчатова для регистрации изображений излучающих объектов, была впервые применена и реализована в приборе, названном гаммавизор в ходе работ по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. В дальнейшем предложенные методы были использованы за рубежом при создании измерительных комплексов получения изображений объектов, излучающих фотонное ионизирующее излучение. Они также оказались полезными при работах в чрезвычайных ситуациях, выводе из эксплуатации исследовательских реакторов, горячих камер и других радиационных объектов, реабилитации радиоактивно-загрязненных территорий.
В данный момент в ведущих ядерных центрах мира, таких как Saclay и Marculle (Франция), BNFL (Великобритания), РНЦ "Курчатовский институт" (Россия), Hanford (США) и многих других проводятся исследования по разработке средств визуализации источников фотонного ионизирующего излучения и методов измерения уровней загрязнения радиоактивно загрязненных объектов и территорий. Исследованиями в области создания экспресс-методов и средств измерения распределения полей интенсивных ионизирующих излучений занимаются крупнейшие лаборатории и фирмы во многих странах.
Американские фирмы разработали гаммавизор на основе ПЗС-матриц большого размера (до 100 мм в диаметре). С 2003 года фирма Canberra продала более десятка комплектов регистрирующих блоков гаммавизора, как стандартное средство диагностики при работах на энергетических ядерных установках в условиях высоких уровней загрязнения отдельных помещений и оборудования, в том числе несколько комплектов были использованы при работах на территории РФ. В частности, при работах по удалению отработавшего ядерного топлива с баз утилизации атомных подводных лодок бывшего Советского Союза. Фирма BNFL предоставляет услуги по получению с помощью прибора Radscan, аналогичного гамма локатору, изображений с учетом спектральных характеристик излучения на объектах ядерной промышленности.
В работах по ликвидации хранилищ радиоактивных отходов на территории РНЦ «Курчатовский институт» гаммавизор и гамма локатор, применялись как
и т-ч и
штатные непрерывно действующие измерительные средства. В настоящий момент они задействованы в работах по выводу из эксплуатации исследовательских реакторов МР и РФТ для идентификации интенсивных источников у-излучения в ходе работ по разборке активной зоны реактор МР, удалению облученных блоков из хранилищ и бассейнов выдержки.
В ходе проведения измерений в лабораторных условиях и на местности были предложены методы, а также определена чувствительность предлагаемых средств измерений уровней загрязнения местности. На основе опыта их применения были определены спектральные диапазоны, сравнение скорости счета в которых позволяет
определять толщину загрязненного Cs слоя почвы и строительных конструкций, измерять толщину чистого слоя вещества, покрывающего слой, содержащий 80% суммарной активности этого радионуклида в веществе.
Предложенные методы были использованы при работах в помещениях
226та 238тт г
загрязненных другими радионуклидами, такими как Ra, U, были предложены и в полевых условиях опробованы методы и средства измерения бета-излучающих радионуклидов 90Sr, 234mPa.
На основе большого фактического материала, собранного в процессе работ, моделировались последовательность тех или иных реабилитационных действий, определялась их эффективность, оценивались объемы радиоактивных отходов, подлежащих дезактивации и окончательному захоронению. Методики измерений прошли аттестацию в органах Росстандарта и приняты к применению, а приборы сертифицированы как средства измерений. Все разработанные и верифицированные в процессе работ методики и средства измерений могут быть эффективно использованы при проведении обследований в чрезвычайных ситуациях, как территориях, загрязненных в их результате, так и в помещениях, в которых возникли непредвиденные обстоятельства. В результате измерений созданы электронные базы данных по уровням загрязнения территорий, которые представлены в виде карт-планов с точной привязкой распределения поверхностной или удельной активности радионуклидов загрязнителей к объектам и территориям. Такие базы данных допускают математическую обработку, моделирование поставарийных действий, оценки изменения радиационной обстановки после их выполнения.
Кроме того в течение последних двух десятилетий на основе результатов обследования созданы компьютерные базы данных по многим загрязненным объектам и отдельным помещениям этих объектов, которые позволяют проводить математическое моделирование процессов реабилитации, демонтажа и дезактивации оборудования внутри них. Разработанные методики и средства измерений позволили выработать оптимальные пути реабилитации радиоактивно загрязненных помещений и территорий Чернобыльской АЭС. В настоящее время международное сообщество приступает к строительству нового укрытия на Чернобыльской АЭС, и ввиду этого данные по уровням загрязнения отдельных помещений 4-го блока могут оказаться чрезвычайно полезными при строительных работах. Прогноз дозовой обстановки и поглощенных доз, полученных персоналом при производстве тех или иных работ будут полезны при планировании строительства, а применение гаммавизоров и гамма локаторов в процессе работ будут чрезвычайно полезны при реабилитации разрушенного блока ЧАЭС, других загрязненных помещений и радиационно-опасных объектов.
Целью настоящей диссертационной работы является отработка и практическое применение новых методов радиационного контроля и новых средств измерения, которые позволяют оперативно получать информацию о распределении загрязнения в местах производства работ. Большой массив оцененных данных, полученных в ходе радиационного обследования с помощью предложенных средств, позволяет принимать решения по планированию и стратегии неотложных мер и реабилитационных мероприятий. Такие средства измерений отличаются от традиционных применением принципиально новых решений, что позволило существенно повысить их эффективность и снизить время получения результата. Данные методики и средства измерений основаны на регистрации спектра излучения ограниченных областей пространства в предположении наличия доминирующих радионуклидов, определяющих мощности дозы фотонного ионизирующего излучения на загрязненном объекте или территории. Такие методы дают возможность измерять распределение поверхностной или удельной активности дозообразующих радионуклидов, а также оценивать такие параметры распределения загрязнения в веществе, как глубина проникновения активности в вещество, толщина чистого слоя вещества, покрывающего радиоактивно загрязненный.
Основные задачи диссертации:
- анализ состояния и формулировка требований к методам и средствам измерения радиационной обстановки при проведении работ в условиях чрезвычайных ситуаций на радиационно-опасных объектах и загрязненных территориях;
экспериментально обоснование, разработка физических принципов и лабораторное тестирование методов измерений уровней радиоактивного загрязнения объектов и территорий в условиях чрезвычайных ситуаций, построение логики измерительного процесса, определение требований к способам хранения и представления результатов измерений для оперативного принятия оптимальных решений, исходя из полученных данных;
разработка способов и последовательности калибровки и поверки средств измерений уровней радиоактивного загрязнения;
разработка логики дистанционно управляемых автоматизированных измерительных комплексов и выполнения измерений с их помощью;
опытная апробация разработанных средств измерения и измерительных комплексов определения распределения поверхностной или удельной активности при работах по ликвидации радиационных аварий и реабилитации территорий, загрязненных у- и в-излучающими радионуклидами;
разработка принципов применения разработанных средств и измерительных комплексов при проведении измерений на территориях, загрязненных у- и в-излучающими радионуклидами;
верификация разработанных методов и средств измерения по результатам измерения с помощью традиционных методов определения уровней загрязнения объектов у- и в-излучающими радионуклидами, такими как лабораторный радиохимический анализ проб грунта и строительных конструкций, полевая гамма спектрометрия и т.д.
опытная эксплуатация измерительных комплексов при выполнении измерений в условиях чрезвычайной ситуации в помещениях ЧАЭС, проведение измерений на загрязненных территориях Южного Урала, на Подольском заводе цветных металлов, Кирово-Чепецком химическом комбинате;
использование данных измерений, полученных с помощью разработанных средств радиационного контроля и определения уровней радиоактивного загрязнения территорий для прогнозирования изменения радиационной обстановки в ходе выполнения работ по реабилитации и оценки воздействия ионизирующего излучения на персонал, население и окружающую среду;
создание баз данных по результатам измерений, полученных разработанными средствами измерений и измерительными комплексами с целью их использования при разработке технических заданий на проекты вывода из эксплуатации и реабилитации радиационно-опасных объектов.
Научная новизна работы:
предложены и разработаны научные основы создания и совершенствования систем и средств прогнозирования и мониторинга в условиях чрезвычайных ситуаций, предложены и реализованы физические принципы создания новых средств измерения и измерительных комплексов определения уровней загрязнения объектов и территорий у- и в-излучающими радионуклидами при работах по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на
радиационно-опасных объектах;
экспериментально обоснованы и разработаны методики проведения измерений с помощью новых средств измерения и измерительных комплексов радиационного контроля, а также определения уровней радиоактивного загрязнения территорий и радиационно-опасных объектов; определены минимальные детектируемые активности и погрешности измерения;
разработанные средства измерения и измерительные комплексы прошли практическую апробацию в работах по ликвидации последствий радиационной аварий на ЧАЭС и реабилитации территорий, загрязненных у- и в-излучающими радионуклидами;
разработаны принципы применения данных средств измерения и измерительных комплексов в работах по ликвидации последствий радиационных аварий и реабилитации территорий, загрязненных у- и в-излучающими радионуклидами с целью выполнения исследований актуальных проблем обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях техногенного характера;
предложены и реализованы принципы обработки, хранения и представления результатов, позволяющие оперативно вырабатывать планы неотложных мероприятий и последовательность действий в случае чрезвычайных ситуаций на радиационно-опасном объекте;
на основе представительного объема информации, измеренной разработанными средствами, проведено моделирование с целью определения оптимальных путей проведения реабилитационных работ;
разработана концепция реабилитации объектов Кирово-Чепецкого химического комбината, в основу которой положены результаты обследования, выполненные разработанными методами и средствами;
созданы базы данных по результатам измерений, выполненных на загрязненных территориях поймы р. Теча, населенных пунктов, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС служат основой для принятия решений о дальнейших реабилитационных действиях на этих объектах;
результаты, собранные в виде баз данных и концепции реабилитации позволяют использовать их для разработки научных основ систематики и классификации чрезвычайных ситуаций, ранжирования потенциально опасных объектов по степени опасности для населения и территорий по показателям риска.
Практическая ценность полученных результатов
Все разработанные средства измерения и измерительные комплексы были практически использованы в ходе работ по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. Использовались при проведении измерений на территориях, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС, пойме р. Теча в Челябинской и Курганской областях и реабилитации хранилищ «исторических» РАО на территории РНЦ «Курчатовский институт». Последовательно усовершенствованные версии гамма локатора были
использованы при обследовании различных помещений 4-го блока ЧАЭС. В частности большой объем измеренной информации получен по результатам обследования реакторного зала 4-го блока. В дальнейшем стационарно установленная версия этого измерительного комплекса была включена в технологический процесс работ по реабилитации объектов и территорий РНЦ «Курчатовский институт». Гаммавизор применялся при работах ликвидации аварии на ЧАЭС в 1986-1987 годах, при работах по идентификации высокоактивных отходов при ликвидации хранилищ РАО на территории РНЦ «Курчатовский институт». С помощью радиометров «Корад» выполнен большой объем измерений на территории загрязненной поймы реки Теча, по результатам измерений создан банк данных, содержащий более 100000 результатов, сведенных в виде карт-планов распределения загрязнения. По полученным данным
можно судить об уровнях загрязнения почвы Cs, глубине проникновения радионуклидов в почву, толщине чистого слоя, покрывающего загрязненный.
Совместно выполненные измерения уровней загрязнения территории поймы 137Cs и
90 о 90с
Sr позволили оценить суммарное содержание Sr в почве по корреляционным
коэффициентам, определенным в пределах отдельного населенного пункта.
Результаты радиационного обследования объектов Кирово-Чепецкого химического комбината послужили основой для выработки концепции их реабилитации, позволили предложить необходимые технологии обращения с радиоактивными отходами.
Практическая ценность работы заключается и в том, что все разработанные средства измерений и измерительные комплексы работали совместно в комплексе, дополняя друг друга, что позволяло определять необходимый набор основных параметров, характеризующих радиационную обстановку и уровни радиоактивного загрязнения радиационно-опасных объектов в аварийных ситуациях.
На защиту выносятся:
-
-
Экспериментально обоснованы, разработаны и изготовлены радиометрические средства визуализации источников фотонного ионизирующего излучения, такие как гамма локатор и гаммавизор для условий чрезвычайной ситуации, возникшей в результате аварии на ЧАЭС. Изготовленная линейка приборов была использована в радиационных условиях отдельных помещений 4-го блока ЧАЭС.
-
Экспериментально обоснованы, разработаны радиометрические методы радиационного обследования аварийных радиационно-опасных объектов известной геометрии. Изготовлены и практически использованы автоматизированные комплексы обследования радиационной обстановки в условиях высоких радиационных полей.
-
Экспериментально обоснованы, разработаны радиометрические методы радиационного обследования аварийных радиационно-опасных объектов в условиях неизвестной геометрии внутри помещений объекта, которая связана с возможными обрушениями, возникшими в результате чрезвычайной ситуации на объекте. Изготовлены и практически использованы автоматизированные спектрометрические комплексы обследования радиационной обстановки в этих условиях и в высоких радиационных полях.
-
С помощью разработанных радиометрических средств измерения были получены данные об уровнях загрязнения таких помещений 4-го блока ЧАЭС как машинный зал, реакторный зал, полость аварийного реактора и др.
-
Предложены и реализованы средства измерения определения уровней загрязнения объектов окружающей среды. Выполнена апробация методик измерения в реальных условиях загрязнения почв и грунтов. Проведена верификация результатов с данными традиционных методов измерения поверхностной и удельной активности по
радионуклидам Cs, Sr, Ra.
-
-
Собран большой фактический материал, подтверждающий высокую эффективность разработанных средств измерения и заложенных в них методик. Выполнены измерения уровней загрязнения объектов окружающей среды и городской застройки в чрезвычайных условиях населенных пунктов, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС. Сформирована база данных по уровням загрязнения.
-
Для отдельных населенных пунктов проведено моделирование реабилитационных мероприятий на основе измеренных данных. На их основе предложена последовательность и оценена эффективность реабилитационных работ.
-
Проведены измерения уровней загрязнения в поймы р. Теча в пределах населенных пунктах Челябинской области. Созданы базы данных по результатам измерений. На основе полученных данных оценены площади загрязненных территорий, объемы РАО, которые могут возникнуть при проведении реабилитационных работ.
-
Проведены измерения уровней загрязнения объектов и территорий Кирово-Чепецкого химического комбината. Данные собраны в электронный архив и допускают компьютерную обработку.
-
На основе результатов измерений предложена концепция и последовательность реабилитационных действий и работ по выводу из эксплуатации радиационно-опасных объектов комбината.
-
Определены необходимые технологии, которые должны быть разработаны до начала реабилитационных действий на загрязненных объектах Кирово-Чепецкого химического комбината. Предложенные технологии будут востребованы для работ в условиях чрезвычайных ситуаций на объектах, связанных с переработкой уранового сырья.
Разработанные и практически опробованные методики и средства измерений предложены для широкого применения при проведении радиационных обследований объектов, загрязненных в результате чрезвычайных ситуации на радиационно-опасных объектах. Являются эффективными в процессе получения данных для разработки проектов реабилитации и вывода из эксплуатации объектов, подлежащих реабилитации в рамках Федеральной целевой программы «Ядерная и Радиационная безопасность России на 2008 год и на период до 2015 года».
Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем
создана последовательная серия радиометрических и спектрометрических средств измерения распределения активности на случай аварийной ситуации на ядерно- и радиационно-опасных объектах;
разработана методология исследований и принципы построения средств измерения и измерительных комплексов на основе токовых, счетных и спектрометрических детекторов ионизирующего фотонного излучения, созданы
методики их калибровки, проведения измерений и методы обработки и представления результатов обследования аварийного объекта;
созданные средства измерения были использованы при проведении обследований в аварийных помещениях 4-го блока ЧАЭС, загрязненных территориях Украины, Белоруси, РФ, загрязненной пойме р. Теча в пределах населенных пунктов Челябинской и Курганской областей;
созданы базы данных по результатам измерений, выполненных на загрязненных территориях поймы р. Теча, населенных пунктов, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС служат основой для принятия решений о дальнейших реабилитационных действиях на этих объектах;
результаты, собранные в виде баз данных и концепции реабилитации, позволяют использовать их для разработки научных основ систематики и классификации чрезвычайных ситуаций, ранжирования потенциально опасных объектов по степени опасности для населения и территорий по показателям риска;
на основе полученных данных оценены общие объемы загрязненного грунта на пойменных территориях, для отдельных обследованных участков определены
площади и суммарное содержание Cs на загрязненных территориях в пределах выбранных значений поверхностной активности этого радионуклида;
результаты обследований служат основой для принятия решений по защите населения и объектов окружающей среды от радиационного воздействия, могут быть использованы для оценки рисков персонала аварийных объектов и населения, проживающего на загрязненных территориях;
на основе данных по распределению поверхностной активности загрязнения 137Cs выявлено наличие областей повышенной поверхностной активности на береговых территориях водоемов (уровни загрязнения в 2-2,5 раза превышают средние значения для уровней загрязнения окружающих территорий), которые возникают за счет ветрового переноса загрязнения вдоль водной поверхности. Такие области могут служить индикаторами загрязнения при радиационных авариях;
в ходе разработки были предложены и реализованы научные основы создания и совершенствования систем и средств прогнозирования и мониторинга в условиях чрезвычайных ситуаций;
созданные средства измерений и методы их применения были использованы при проведении комплексного радиационного обследования радиационно-опасных объектов Кирово-Чепецкого химического комбината, результаты которого легли в основу решения актуальных проблем обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях техногенного характера;
разработана концепция реабилитации радиационно-опасных объектов Кирово-Чепецкого химического комбината.
Участие в научных программах
Основные результаты диссертации получены автором в процессе выполнения
работ по программам ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС, по программам научных работ Комплексной экспедиции Института атомной энергии им. И.В. Курчатова в г. Чернобыле. Автор лично принимал участие и руководил во всех представленных в диссертации экспериментах, проводил измерения в условиях чрезвычайных ситуации на ЧАЭС, на загрязненных территориях в пойме р. Теча, на радиационно-опасных объектах Кирово-Чепецкого химического комбината, выполнении исследований актуальных проблем обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях техногенного характера. В полевых условиях за более чем 4-х летний период в 7 населенных пунктах Челябинской и Курганской областей было выполнено большое количество измерений. Большой объем измерений был выполнен в населенных пунктах Брянской и Тульской областей РФ, Гомельской и Могилевской областей Белоруси, в зоне отчуждения ЧАЭС. Во всех этих работах автор принимал непосредственное участие. Автор лично руководил работами в рамках международных проектов, таких как ЕСР-4, INTAS, Incocopernicus, руководил выполнением работ по международным контрактам с ведущими научными центрами Европы такими, как Исследовательский центр Карлсруэ, Исследовательский центр Юлих Германия, национальная лаборатория RISO Дания и другими. В результате этих работ совместно со специалистами этих лабораторий и Центров были разработаны отдельные средства измерений; прошли процесс интеркалибровки, такие измерительные комплексы как гаммавизор, гамма локатор и др. С их помощью был выполнен большой объем измерений, результаты которых были обработаны и верифицированы совместно всеми участниками проектов. Часть материала диссертационной работы составляют результаты, полученные при работах по проекту «Реабилитация» 2002-2007 годы, в рамках Федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности России на 2008 год и на период до 2015 г». Опыт более 20 летних измерений был использован автором при обследовании радиационно-опасных объектов Кирово-Чепецкого комбината. Результаты, полученные в ходе этих работ, легли в основу предложений по реабилитации территории этого комбината, стали базой для выбора технологий обращения с радиоактивными отходами, с которыми придется обращаться в ходе этих работ. Формулировал требования к стационарным системам радиационного контроля, предназначенным для выполнения реабилитационных работ на загрязненных объектах и территориях комбината.
Реализация результатов работы
Все положения и методики, приведенные в диссертации, реализованы в средствах измерений и измерительных комплексах, разработанных на их основе. Все они были применены в практике проведения работ по ликвидации последствий чрезвычайных ситуации, возникших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, при выполнении измерений на радиоактивно загрязненных территориях Южного Урала, центральных областей России, востока Белоруси, в Киевской области Украины. Опыт проведения измерений и дезактивационных работ был перенесен на объекты РНЦ «Курчатовский институт», Кирово-Чепецкий химический комбинат, Подольский завод цветных металлов.
Созданные измерительные комплексы были включены в технологический процесс реабилитации хранилищ радиоактивных отходов РНЦ «Курчатовский институт», что обеспечивало удаление высокоактивных отходов робототехническими
средствами в отсутствии персонала непосредственно в зоне работ. Робототехнические средства управлялись персоналом дистанционно из-за радиационной защитой, что позволило выполнить эти работы в условиях такого мегаполиса как Москва с соблюдением всех нормативов по безопасности персонала и населения
В настоящее время выполнены работы по комплексному инженерно-радиационному обследованию оборудования и помещений исследовательского реактора МР в РНЦ «Курчатовский институт». Разработан проект вывода его из эксплуатации, в рамках которого разработанные измерительные комплексы будут использоваться как системы стационарного радиационного контроля при работах по удалению высокоактивных отходов из хранилищ и бассейнов выдержки реактора. Их предполагается также использовать для идентификации и сортировки отходов, в процессе загрузки транспортных контейнеров и других работах. Все эти мероприятия в настоящий момент предусмотрены проектом, а измерительные комплексы находятся в стадии лабораторных испытаний. В ближайшее время будут начаты работы по разработке проектов вывода из эксплуатации и реабилитации других ядерно- и радиационно-опасных объектов, в рамках которых будут использоваться разработанные средства измерения и измерительные комплексы, как на стадии подготовки к выводу этих объектов из эксплуатации, так и в ходе непосредственного выполнения этих работ.
Достоверность основных положений диссертационной работы
Достоверность положений и результатов работы подтверждается большим объемом результатов измерений, которые были верифицированы сравнением с результатами, получаемыми традиционными стандартными методами и средствами измерений. Так результаты измерения уровней загрязнения территорий и поверхностей радиационно-опасных объектов верифицировались данными лабораторного анализа проб, а распределения МЭД, рассчитанные по результатам измерения гамма локаторов калибровались и верифицировались по результатам измерений стандартных дозиметров, выполненных в различных точках в обследуемом объекте или внутри помещений.
Достоверность гамма изображений, полученных с помощью гаммавизора, подтверждена измерениями, выполненными, в дальнейшем, с помощью гамма локаторов, а также результатами других групп исследователей. Для данных, полученных в результате измерений на загрязненных территориях Челябинской и Курганской областей, была проведена статистическая обработка, и они были использованы службами Росгосгидромета для выработки предложений по снижению воздействия загрязнения на население обследованных населенных пунктов. Результаты обследования радиационно-опасных объектов Кирово-Чепецкого комбината легли в основу концепции и предложений по снижению радиационных рисков для персонала комбината и населения Кировской области и представлены в государственные органы Федерального и регионального уровня.
Обсуждение результатов работы
Основные результаты, выполненных исследований, докладывались в течение ряда лет на Российских и международных конференциях и совещаниях таких как: - International Conference "Fiftienth anniversary of nuclear fission", Leningrad,
Oct.1989;
Германо-Российская конференция по измерительной программе в России 18.10.91, Москва;
Международная конференция Mattech'91 Хельсинки 1991;
IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Image Conference, 1994, Norfolk, Virginia, USA.;
Всероссийская конференция «Радиологические, медицинские и социально-экономические последствия аварии на ЧАЭС реабилитация территорий и населения» Москва, 21-25 мая 1995;
IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Image Conference, 1994, IEEE NSS/MIC Conference Record, Anaheim, California, USA;
HSRC/WERC Joint Conference on the Environment 1996, Manhattan, Kansas, USA;
VII Российская конференция. «Защита от ионизирующих излучений ядерно-технических установок», 22-24 сент.1998 г. Обнинск;
Международная конференция «Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях». Москва, 24-26 апреля 2000 г.;
16 международная конференция "Воздействие интенсивных потоков энергии на вещество", Черноголовка, 2001;
Международный симпозиум по обращению с радиоактивными отходами WM'04, Туссон, Аризона, США, 29 февраля - 04 марта 2004;
7-ая Международная конференция «Безопасность ядерных технологий: Обращение с РАО. 27 сентября - 1 октября 2004 г., Санкт-Петербург, Россия;
Международный симпозиум по ядерной науке, Рим 2004, IEEE Конференция;
XI Международный экологический симпозиум «Урал атомный, Урал промышленный», Екатеринбург, 2005, 7-11 Февраля 2005;
Международный симпозиум по обращению с радиоактивными отходами WM'05, Туссон, Аризона, США, 28 февраля - 04 марта 2005,;
8-ая Международная конференция «Безопасность ядерных технологий: Экономика и обращение с источниками ионизирующих излучений. 26 сентября - 30 сентября 2005 г., Санкт-Петербург, Россия;
6-ая Международной научной школы-семинара «Импульсные процессы в механике сплошных сред» 22-26 августа 2005 г., Николаев, Украина, 2005;
Международная конференция ICEM'05/DECM'05, сентябрь 4 - 8, 2005, Глазго, Шотландия;
Международный симпозиум по обращению с радиоактивными отходами WM'06, Туссон, Аризона, США, 27 февраля - 03 марта 2006;
Международная конференция «Двадцать лет Чернобыльской катастрофы. Взгляд в будущее» 24-26 апреля 2006, Киев, Украина;
Международный ядерный форум, 2007 г., Санкт-Петербург;
International Conference "Radioecology & Enviromental Radioactivitity", Bergen,
Norway, 15-20 June 2008;
International Conference "Decommisionning challenges: an Industrial Reality?",
Avignon, France, September 28 - October 2 2008;
Ш Международный ядерный форум, 22-26 сентября 2008 г., Санкт-Петербург;
12th International Conference On Environmental Remediation and radioactive Waste
Management, ICEM'09/DECOM'09, 2009, Liverpool, UK;
Материалы, полученные в результате выполнения работы, были изложены в более чем в 160 печатных работах, из них более 60 опубликованы в сборниках трудов Российских и международных конференций, более 55 представлены научными статьями в реферируемых журналах, в том числе около 39 статей в российских журналах (25 статей в журналах рекомендованных ВАК к защите докторских диссертации) около 20 изданы в таких иностранных журналах, как Nuclear Instruments & Methods in Physics Research A, Journal of Environmental Radioactivity, Applied Radiation & Isotopes, IEEE Trans. On Nucl. Sci. Review of Scientific Instruments, International Journal Nuclear Science and Technology. Научные труды написаны, в основном, в соавторстве, 1 журнальная статья написана единолично. Некоторые результаты, изложенные в диссертации, представлены в 2-х отдельных брошюрах, посвященных реабилитации загрязненных территорий и радиационно-опасных объектов.
Объем и структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, десяти глав и заключения. Она изложена на 278 страницах машинописного текста, включая 40 таблиц, 113 рисунков. Список литературы включает 193 библиографические ссылки.
Похожие диссертации на Методы обследования радиационно-опасных объектов в чрезвычайных ситуациях.
-
-
