АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА
Осмачкин В.С.
Сохраняющаяся возможность утечки радиоактивных веществ или возникновения серьезной аварии на АЭС, в результате которой может создаваться угроза для жизни людей на обширных территориях, заставляет административные органы различного уровня в странах мира, имеющих или сооружающих АЭС, предпринимать комплекс мер по обеспечению безопасности населения.
Исходным моментом для реализации мероприятий является раннее обнаружение опасных уровней радиации и оповещение о них руководящих органов и населения, на основании чего приводятся в действие чрезвычайные планы. Во многих странах мира ведется усиленная работа по созданию надежных систем обнаружения и оповещения как непосредственно в районах АЭС, так и на всей территории. В последнее время усилилось международное сотрудничество в области оповещения об авариях на АЭС.
В ФРГ данные об уровнях радиоактивности в стране предполагается получать от сетей контроля в масштабах страны и земель, а затем собирать их в информационную систему "Радиоактивность окружающей среды" федерального правительства. Оснащение системы должно быть таковым, чтобы выдаваемая ею информация могла служить основой для разработки необходимых мероприятий.
Система должна обеспечивать:
Для выполнения указанных задач вся система должна быть построена определенным образом. В частности, контроль радиоактивности на подведомственных территориях должен идти непрерывно. Данные замеров должны передаваться, как можно быстрее обрабатываться и поступать в распоряжение властей, что создает возможность для прогноза обстановки.
Полученные данные и информация должны обрабатываться таким порядком, чтобы они могли служить основой для принятия быстрых решений, при этом необходима гарантия бесперебойной совместной работы между органами власти страны и земель.
Предполагается, что создаваемая интегрированная система для контроля радиоактивности на территории страны будет трехступенчатой:
Для обеспечения прохождения больших потоков информации предполагается в системе обнаружения и передачи данных использовать вновь создаваемую систему связи. Новая система автоматически должна выдавать данные о существовании угрожающей обстановки или о возможности ее возникновения.
В целях практического осуществления контроля радиоактивности окружающей среды, загрязнений поверхности земли и воды в ФРГ используются многие организации, которые с помощью сети постов осуществляют сбор замеренных данных для быстрой оценки и прогнозирования обстановки. Так, система оповещения населения о гамма-излучениях привязана к определенным точкам территории страны, отстоящим примерно на 13 км друг от друга. Связь между управлениями и постами осуществляется по линиям телефонной связи. Посты работают непрерывно, а их аппаратура отключается только при значениях определяемых величин, достигших порогового уровня, что служит сигналом заблаговременного предупреждения.
К концу 1989 г. число измерительных постов предполагалось довести до 2000 с учетом следующих обстоятельств:
Для повышения надежности определения уровня зараженности местности радиоактивными веществами полагают, что в системе постов должны находиться в постоянной готовности до 10 мобильных установок забора проб. Данные измерительных постов по результатам замеров почвы на содержание радиоактивных веществ скапливаются в соответствующих управлениях системы оповещения и после тщательного контроля передаются в институт радиоактивности атмосферы и центральную станцию страны. В конечном итоге общая сеть измерительных постов в масштабе страны формируется из ведомственных и федеральных сетей, которые, в частности, включают:
Она объединяет 17 измерительных постов. В сети имеются: один опытный пост, пять постов с обслуживающим персоналом и одиннадцать постов без обслуживающего персонала. Программа работы постов с обслуживающим персоналом охватывает замеры, связанные с контролем высокоактивных радиоактивных веществ и текущих данных по метеорологии. Измерения на постах без персонала ведутся с помощью автоматически работающей аппаратуры. Все 17 измерительных постов должны были быть включены в интегрированную измерительную и информационную систему контроля радиоактивности окружающего пространства. Кроме того, предусматривалось оснастить 11 постов непрерывно действующим оборудованием контроля бета-излучения и наличия радиоактивного йода.
Дополнительно к существующим измерительным постам предполагается установить несколько постов на побережье. Результаты гамма-измерений непосредственно передаются в институт. Передачу данных с измерительных постов, находящихся в море, предполагается осуществлять через искусственные спутники Земли. При соответствующем пороговом значении забор на постах производится автоматически.
Прогнозы по распространению радиоактивных веществ в ФРГ выдаются лабораторией метеорологической службы, гидрографическим институтом, управлением контроля водных путей сразу же после получения данных о появлении радиационной опасности в воздухе, на водных артериях или на море. Это дает возможность органам власти, используя имеющиеся расчетные методики и модели, своевременно оповещать об угрозе население соответствующих районов. Наибольшее значение приобретает прогнозирование радиационной опасности в воздухе, где она распространяется быстрее, чем в воде. Прогнозирование радиационной опасности в воздухе осуществляет метеорологическая служба с помощью цифровой системы прогноза погоды. Особое внимание обращается на необходимость обнаружения загрязнений радиоактивными веществами облаков, замера их пространственного положения и размеров с учетом целесообразности выявления таких облаков на наиболее дальних расстояниях, что облегчает и повышает точность прогнозирования.
Для решения задач в Землях 38 измерительных пунктов (постов), результаты которых передаются через земельные центры обработки в центральную станцию страны, при оценке радиоактивности окружающей среды используется дополнительная информация: вид пробы, момент ее взятия, место отбора, порядок обработки пробы до замера и др. Эта дополнительная информация поступает с измерительных постов вместе с основными данными.
В настоящее время в ФРГ нашли широкое распространение дистанционные системы контроля радиоактивного загрязнения окружающей среды.
Так, на юге страны используются дистанционные системы контроля фирмы "Дорнер", на АЭС "Библис", "Брокдорф", "Брунсбуэттель", "Штоде", "Круэммель" и "Гроде" - аналогичные системы фирмы "Сименс", которые считаются более гибкими.
Электронная дистанционная система контроля фирмы "Сименс", которую предполагалось установить в районе АЭС "Библис" (земля Гессен, ФРГ), должна включать 30 измерительных постов: по одному у вытяжной системы, а остальные по периметру двух зон радиусами, соответственно, 1000 м и 1500 м от активной зоны реактора. Если в результате моделирования аварии выяснится, что радиоактивность будет высокой и в других местах в районе реактора, там можно установить дополнительные посты. Главный пост создается у реактора. Данные гамма-излучения должны передаваться через телефон-модем в центр сбора и анализа данных земельного министерства окружающей среды (г. Дармштадт) через каждые 5 секунд. Сбор и анализ данных, воссоздающих полную картину излучения в районе реактора, должны осуществляться каждые 10 мин., анализ изотопов - в течение 30 мин. Канал связи, по которому поступают данные от датчиков, должен быть создан таким образом, чтобы постороннее вмешательство было практически невозможно.
Дистанционные системы контроля на юге ФРГ стали развиваться с 1978 г. Первая из них была открыта в Баварском ведомстве защиты окружающей среды. В настоящее время эти системы используются для контроля радиоактивных выбросов лишь в окрестностях АЭС. Баварская система контроля осуществляет непрерывное измерение мощности дозы гамма-излучения и общей бета-активности аэрозолей в воздухе (текущей и запаздывающей на 5 дней) в районах АЭС Баварии.
Усовершенствование системы должно предусматривать решение следующих задач: раннего предупреждения в случае увеличения искусственной радиоактивности в атмосфере; измерения внешнего облучения людей; измерение концентрации радиоактивности поверхностного слоя для определения дозы от вдыхаемых радиоактивных веществ с указанием наличия изотопа йода-131 и др.
Данные, передаваемые системой, используются службой контроля. Автоматический сбор и анализ данных обеспечивает раннюю оценку степени облучения персонала и населения в случае аварии. В настоящее время ведутся работы по созданию нового центра системы, который осуществляет автоматический контроль всех операций. Его ближайшими задачами являются: запрос данных у подсистем на АЭС и последующая обработка полученных данных; контроль всех измеренных величин на приближение к опасному уровню и включение средств сигнализации; расчеты выброса для установления степени облучения в районе АЭС; хранение всех зарегистрированных величин. Для обеспечения надежности системы в ней установлены запасные центральный процессор, диски и др.
Центр системы включает тревогу в случае достижения регулируемыми значениями опасного уровня, нарушения связи системы, ошибки прибора или программного обеспечения. Причина тревоги регистрируется. Запись включает всю необходимую информацию, в том числе инструкции для дальнейшей работы. При расчете выброса путем изменения параметров можно моделировать любые возможные ситуации. Результаты расчетов могут быть представлены в графической форме.
Большая часть точек наблюдения должна находиться у населенных пунктов и вблизи границы. Одна из точек должна быть установлена на вершине г. Цугшпитце, являющейся самой высокой в ФРГ. Вследствие такого размещения увеличение радиоактивности может быть обнаружено очень рано.
В США (шт. Иллинойс) система контроля обеспечивает должностных лиц информацией не только о радиационных, но и метеоусловиях в районе каждой АЭС штата.
Вокруг каждой АЭС установлено 16 дозиметрических приборов "Сентри RCE-1012" на расстоянии примерно 4 км от площадки АЭС по одному в каждом секторе круга. Они рассчитаны на регистрацию гамма- излучения в пределах 1мкР/ч - 10 Р/ч.
Показания приборов автоматически передаются для обработки в вычислительную систему центра радиационной безопасности в г. Спрингфилд через каждые 8 мин. Эта система позволяет установить утечку радиоактивности в размерах, опасных для окружающей среды, обеспечить возможность дублирования системы контроля при выходе ее из строя и др. В случае обнаружения высокого уровня радиации система передает сигнал тревоги.
Центр оценки радиационной опасности является командным пунктом Иллинойского управления ядерной безопасности. Начальник центра руководит всеми работами, связанными с радиационными аспектами аварии на АЭС. Центр имеет карты 16- и 80-км зон чрезвычайного планирования для каждого реактора, пульт для радиосвязи с аварийными командами и др. Между центральной ЭВМ управления и ЭВМ диспетчерских каждой АЭС установлены линии связи.
В штате создается автоматическая система контроля газов, выделяемых АЭС. Она должна состоять из систем контроля газовых выделений отдельных станций. Система обеспечивает взятие проб, анализ, установление характерных изотопов в выделениях дымовых труб, передачу данных в Центр. В случае высокого уровня радиации или выхода из строя подается сигнал тревоги.
Комиссия по атомной энергии Франции разработала бортовую систему для аэросъемки уровней радиации на поверхности Земли. Эта система может использоваться для обнаружения точечных источников ионизирующего излучения или радиоактивного загрязнения больших площадей. Система устанавливается на легком вертолете и за несколько часов генерирует данные для составления карты уровней радиации на площади до нескольких кв.км. Система включает в себя большой йодиднатриевый рентгеновский детектор с электронной аппаратурой, РЛС, радиовысотомер и самописец с компьютерным управлением. Применение спектрографического анализа позволяет определить радиоактивные элементы в загрязненной зоне. Цветная система обработки изображения позволяет получать цветокодированные карты уровней радиации обследуемой зоны. Чувствительность системы не хуже наземных портативных систем и средств радиационной разведки.
За рубежом в управлении АЭС большое значение приобрели системы радиационного контроля, выдающие данные о мощности доз в окружающей среде, радиоактивности выделяемых паров, газов, отработавшей воды. Соответствующая информация, собираемая датчиками, установленными в определенных точках АЭС и при анализе забираемых проб, отображается на пульте управления станции с помощью соответствующих индикаторов. Требования к понижению порога определения радиоактивности и возросшие требования к чувствительности приборов обнаружения обеспечиваются применением системы измерения ионизирующего излучения типа SINUHTRM.
Это цифровая система с применением микропроцессоров и программным обеспечением. Для контроля ионизирующего излучения на АЭС обычно используются несколько систем жестко установленных датчиков.
Каждая система контроля включает в себя определенный вид датчиков, срабатывающих при достижении заданного уровня. Главными элементами большинства датчиков являются детекторы (ионизационная камера, сцинтилляционный счетчик и измеритель-преобразователь). В качестве последнего используется цифровой прибор, работающий на постоянном токе (измеритель-преобразователь системы контроля ионизирующих излучений АЭС SINUHTRM). На выходе измерителя-преобразователя возникают нормированный сигнал и два бинарных граничных сигнала, образовавшихся в микропроцессоре, которые используются в системе отображения информации на пульте управления АЭС.
Каждый датчик снабжен установкой предупредительной сигнализации. Управляемая измерителем-преобразователем, она сигнализирует световым или звуковым сигналом об уровне радиации, превышающем значение допускаемого верхнего предела.
На АЭС ведется непрерывный контроль за радиоактивными продуктами деления (инертные газы, аэрозоли, йод, углерод, стронций и др.). Кроме датчиков, в системе контроля используются различные фильтры. Обработка радиоактивных материалов, задержанных фильтрами, осуществляется, как правило, в лабораториях. Поступающие от датчиков электрические сигналы отображаются на табло пульта управления АЭС.
Все датчики подразделены на пять групп, контролирующих: уровни радиации, радиоактивные вещества в виде газов и аэрозолей, отдельные системы, отработавшую воду, вторичный контур. На табло выдаются данные по шести видам измеряемых величин, причем, информация выдается в разных цветах. На табло можно получить информацию за прошедшие 30 суток. По инертным газам и йоду высвечиваются значения радиации, при которых эти вещества могут быть выведены в окружающую среду.
В Великобритании в целях безопасности населения в случае радиоактивного поражения привлекается упоминавшаяся выше организация оповещения и мониторинга UKWMO. Организация должна быть полностью готова к работе в условиях военного времени в течение 48 часов. В случае ядерного удара будет проводиться мониторинг окружающей среды. В интересах оповещения и мониторинга территория Великобритании разделена на пять секторов, каждый сектор разделен на пять групп, а каждая группа включает около 35 постов мониторинга. На территории каждой группы имеется защищенный пункт управления.
Пункты управления несут ответственность за сбор, сопоставление и анализ информации, поступающей от постов мониторинга, и за своевременное оповещение об угрозе выпадения радиоактивных осадков. Некоторые посты оборудованы также приборами регистрации данных о погоде: скорости ветра, атмосферном давлении и т.д. Информация о ядерных взрывах будет поступать на пункты управления от 872 постов мониторинга. Каждый пункт управления составляет прогноз выпадения радиоактивных осадков для своей территории и вырабатывает рекомендации для местных органов управления и оповещения населения. Расходы на содержание UKWMO ежегодно составляют 20 млн. фунтов стерлингов.
На планируемое совершенствование системы и автоматизацию процесса требуются дополнительные десятки фунтов стерлингов.
В 1987г. в Великобритании принята национальная программа действий в случае утечки радиоактивных веществ, основными элементами которой является сеть RIMNET - общегосударственная сеть дозиметрического контроля, сеть мониторинга гамма-излучения, на базе метеорологических станций, расположенных на территории страны. Сбор данных и их первичная обработка должны осуществляться в автоматическом режиме. К концу 1989 г. был завершен первый этап создания сети мониторинга радиоактивности RIMNET, оборудованные посты мониторинга на базе 46 метеорологических станций. В дальнейшем намечено расширить сеть до 80-90 станций. Предполагалось, что второй этап продлится до двух лет. В ряде регионов страны местные власти в рамках национальной программы, а также по совместной инициативе активно приступили к созданию сетей контроля и мониторинга радиоактивности окружающей среды.
Так, Совет Большого Лондона приступил к осуществлению программы радиационного мониторинга для столицы. Уже оборудовано 6 станций в различных районах. Представляет интерес новая автоматизированная система радиационного мониторинга, установленная компанией BRITISH NUCLEAR FNOEL вокруг предприятия по переработке и хранению отработанного ядерного топлива в Селлафилде. Система состоит из 37 постов, оснащенных оборудованием по измерению уровней альфа-, бета-, гамма-излучений, а также детекторами по обнаружению йода-131. Данные измерений поступают в центральный компьютер с интервалом в 1 мин. Оборудование очень чувствительно и позволяет замечать краткосрочные изменения уровней радиации, даже меньшие, чем естественные. Новая система предусматривает срочный доступ к накопленным данным, сравнение новой информации с уже имеющейся. Стоимость системы 1,5 млн. фунтов стерлингов.
Служба мониторинга и контроля окружающей среды Великобритании оценивается иностранными специалистами как весьма эффективная. На встрече Европейских специалистов по химической безопасности в Брюсселе в 1991 г. было принято решение о введении во всей Европе разработанной в Великобритании информационной системы по безопасности.
| Перейти к оглавлению | |
|||||
| ||||||
|
|
|
|
||||