Введение к работе
Актуальность работы
Среди приоритетов в области экологической политики химической промышленности России поставлена и постоянно решается проблема нормирования антропогенного воздействия на окружающую среду всех перерабатывающих предприятий, включая предприятия химического профиля государственного концерна Росатом. Комплекс химических предприятий Росатома на основе тонких химических технологий обеспечивает переработку огромных объемов урановых руд и получение готовой продукции для атомной энергетики и оборонной промышленности на сотни миллиардов рублей.
Особое внимание при этом уделяется вновь создаваемым предприятиям, для которых требуется обеспечение высокоэффективных природоохранных мероприятий ещё на стадии исследования и разработки новых технологических решений. Самым перспективным из вновь создаваемых предприятий государственного концерна Росатом является Эльконский горнометаллургический комбинат (ЭГМК). Эльконское рудное поле, расположенное в Алданском горнопромышленном районе южной части республики Саха (Якутия), объединяет ряд урановых месторождений и является самым крупным в мире по запасам урана. Общие разведанные запасы Эльконского урановорудного района оцениваются в 346 тысяч тонн, что составляет 7% мировых запасов урана.
Для освоения месторождений Эльконского урановорудного района необходима разработка нового подхода к переработке бедных урановых руд на базе самых современных химических технологий, включающего в себя технико-экономические аспекты, обеспечивающие рентабельность и конкурентоспособность готовой продукции, а также экологические аспекты, учитывающие современные жесткие требования по защите окружающей среды. Новое производство, кроме готовой продукции (5 тысяч тонн урана в год), будет сопровождаться появлением больших объемов радиоактивных отходов (РАО) и вредных химических веществ (ВХВ), создающих значительную нагрузку на окружающую среду. Только на ЭГМК будет ежегодно сбрасываться на хвостохранилище более 3.1*1014 Бк (8.4*103 Ки)
долгоживущих альфа-излучающих радионуклидов, в том числе Th, Ra,
222 210 210 Rn, Pb и Po.
В мире к настоящему времени накоплено значительное количество РАО, которые образовались в результате технологических процессов добычи и обогащения урановых руд, эксплуатации атомных электростанций, переработки облучённого ядерного топлива, использования источников радиоактивного излучения в науке, технике и медицине. РАО представляют большую опасность для человека и других объектов биосферы из-за их радиационного и токсического воздействия. В исходном виде РАО непригодны для хранения из-за малой механической прочности и значительной химической активности, поэтому они подлежат переработке и кондиционированию, которые обеспечивают уменьшение объема отходов и их перевод в твердую стабильную монолитную форму. И только в кондиционированном виде РАО переводят в стадию длительного технологического хранения.
В процессе работ по созданию ядерного щита СССР на ряде предприятий Министерства среднего машиностроения проводилась радиохимическая переработка облучённого природного урана, регенерированного топлива и других технологических продуктов, содержащих как естественные радионуклиды, так и продукты деления урана (техногенные радионуклиды). К настоящему времени, когда произошла производственная переориентация таких предприятий, их территория, и прежде всего хвостохранилища, требуют реабилитации с целью сокращения загрязненных территорий. В процессе инженерно-изыскательских работ, предшествующих разработке проектов реабилитации, в процессах освоения новых урановорудных районов, создания новых технологий обогащения руд и обращения с РАО большую роль играют исследования радионуклидного состава проб разнообразных образцов окружающей среды реабилитируемых территорий.
Разработка новых технологий по переработке уран и торий содержащих руд на предприятиях государственной корпорации по атомной энергии (ГК «Росатом») связана с ещё большим объемом работ по исследованию радионуклидного состава технологических проб сырья, полупродуктов, радиоактивных отходов и готовой продукции. Реализация крупномасштабных исследований по радиоэкологическому мониторингу промплощадок, санитарно- защитных зон и прилегающих территорий таких предприятий во исполнение законов РФ «Об охране окружающей среды» и «Об атомной энергии» также требует определения радионуклидного состава проб образцов окружающей среды.
Исследованием радионуклидного состава разнообразных проб в нашей стране и за рубежом занимаются специализированные лаборатории радиационного контроля (ЛРК), аккредитованные на компетентность и независимость органами Госстандарта. Лаборатория радиационного контроля ОАО «Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии» (ЛРК ВНИИХТ) имеет такую аккредитацию с 2001г.
Область аккредитации ЛРК ВНИИХТ - определение активности элементов атмосферы, гидросферы, литосферы, сточных вод, строительных материалов, минерального сырья, твердых и жидких технологических материалов и отходов производства спектрометрическими и радиохимическими методами. При проведении исследований радионуклидного состава проб используется как инструментальный гамма-спектрометрический метод, так и радиохимический с последующей альфа-спектрометрией или альфа и бета-радиометрией специально приготовленных счетных образцов. Существенной особенностью выполняемых исследований является большой поток проб образцов исследуемых сред разнообразных по составу и происхождению (а по существу, большой поток информации).
До недавнего времени в информационной системе (ИС) ЛРК ВНИИХТ основная часть информации хранилась в рабочих журналах, результаты обрабатывались вручную, из-за чего эффективность работы ИС ЛРК была невысокая и присутствовал фактор человеческой ошибки. Существенным шагом по улучшению ситуации явилась модернизация существующей ИС ЛРК на основе системного подхода и информационных технологий. Этим определяется актуальность и важность выбранной темы исследований.
В диссертации излагаются научно-обоснованные технические решения по созданию информационной системы ЛРК.
Цель работы
Целью диссертации является повышение эффективности системы радиационного контроля предприятия химического профиля на примере ОАО «Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии» (ВНИИХТ).
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
Системный анализ информационных потоков на примере системы радиационного контроля «ВНИИХТ»;
Разработка комплекса информационных моделей ИС ЛРК;
Разработка структуры базы данных ИС ЛРК;
Реализация алгоритмов обработки информации в ИС ЛРК на основе радиохимических методик;
Разработка аппаратно-программного комплекса ИС ЛРК «ВНИИХТ».
Объект исследования
Объектом исследования является информационная система лаборатории радиационного контроля (ЛРК) предприятия химического профиля ОАО «ВНИИХТ».
Предмет исследования
Предметом исследования является применение информационных технологий в системе радиационного контроля для обеспечения высокой эффективности ЛРК «ВНИИХТ» при анализе большого потока данных.
Научная новизна
-
-
На основе системного анализа информационных потоков определено «узкое место» процессов обработки информации в ЛРК «ВНИИХТ» - отсутствие системы управления данными.
-
Разработан комплекс информационных моделей процессов обработки данных в ИС ЛРК.
-
На основе информационных моделей разработана структура базы данных ИС ЛРК.
Практическая значимость работы
-
-
-
Разработан аппаратно-программный комплекс информационной системы ЛРК «ВНИИХТ».
-
Разработано специальное программное обеспечение (СПО), реализующее предложенные алгоритмы обработки результатов измерений на основе радиохимических методик ЛРК «ВНИИХТ».
-
Все разработки приняты в опытно-промышленную эксплуатацию в ОАО «ВНИИХТ».
Методы исследования
В основу решения поставленных задач положены методы системного анализа (декомпозиция, классификация, иерархическое упорядочение, абстрагирование, формализация, композиция, моделирование), методология функционального моделирования систем IDEF0, методология моделирования потоков данных DFD, методология проектирования баз данных IDEF1X, теория реляционных баз данных, структурированный язык запросов SQL.
Апробация работы
Результаты работы были представлены на международной научно- практической конференции «Стратегические аспекты управления экономикой в регионе» (Владимир, октябрь 2011); научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2009», МИТХТ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2009; конференции Североуральского региона «Эффективные информационные технологии», Березники, ноябрь 2011; научно-технической конференции «Конференция молодых ученых и специалистов ОАО «ВНИИХТ», посвящённая Дню химика 2009», ВНИИХТ, Москва, 2009; XII международном совещании «Проблемы прикладной спектрометрии и радиометрии», Санкт Петербург, октябрь 2011; научно-технической конференции «5-ая юбилейная конференция молодых ученых и специалистов ОАО «ВНИИХТ», посвящённая 60- летию основания института», ВНИИХТ, Москва, 2011.
По результатам работы были получены два диплома на конференциях «Молодых ученых и специалистов ОАО «ВНИИХТ» в 2009 и 2011 годах.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов диссертационных работ, и 5 публикаций в сборниках трудов научно-технических конференций.
Структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и приложения.
Похожие диссертации на Информационная поддержка системы массового радиационного контроля проб сложного химического состава
-
-
-
