МЕТОД ДИСТАНЦИОННОГО РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ
ОБЪЕКТОВ, МЕСТНОСТИ И АТМОСФЕРЫ НА ОСНОВЕ
РАДИОЛОКАЦИИ НЕСТАНДАРТНЫХ МИКРОПЛАЗМЕННЫХ
ОБРАЗОВАНИЙ В АТМОСФЕРЕ

Яковлева Г.В., Стехин А.А., Кононов Е.Н.

Метод основан на дистанционной регистрации с использованием радиолокационных средств микроплазменных образований в атмосфере, индуцируемых распадом альфа-активных нуклидов или активированных в результате ионизации компонентов воздуха атмосферных водных аэрозолей.

Физические процессы, используемые при реализации метода, заключаются в способности к поляризации и распаду активированных (продуктами ионизации газовых компонентов воздуха) атмосферных водных аэрозолей в полях электромагнитных излучений (регистрация мощности полевой поглощенной дозы) и распаду альфа-активных радионуклидов (регистрация активности альфа-излучателей) с образованием плазменных микрооблаков.

В результате распада аэрозолей образуются локальные области высокой ионизации воздуха, которые при взаимодействии с зондирующим сверхвысокочастотным (СВЧ) излучением формируют отраженный сигнал на частотах переизлучения плазмы, пропорциональный поверхностному заряду
аэрозолей, который, в свою очередь, функционально связан с мощностью дозы ионизирующих излучений. Поверхностно ионоактивные водные аэрозоли в нормальных условиях под действием СВЧ-излучения не распадаются, поэтому на фоне их релеевского рассеяния легко выделяются широкополосные сигналы рассеяния на частотах переизлучения плазмы.

Однако при наличии в зонах обследования естественных источников низкочастотного излучения (в УНЧ/КНЧ/ОНЧ - диапазонах), формируемых на границах с литосферой и ионосферой в результате изменений пространственной структуры атмосферных электрических полей преимущественно пирамидальной формы, водный аэрозоль также поляризуется и проявляет способность к распаду при воздействии на него зондирующих СВЧ-излучений. Данные поляризованные аэрозольные образования в отличие от ЭПР зарядово-активных аэрозолей имеют чередующуюся по высоте эллипсоидальную форму и регистрируются методами СВЧ-локации в виде факельных образований до высот ~ 15 км (в зависимости от мощности и длины волны естественного источника УНЧ/КНЧ/ОНЧ -излучений).

Особенно мощные факельные образования со стороны поверхности земли образуются при радиоактивном загрязнении местности или наличии источников радиоактивности на радиационно-опасных объектах, приводящих к изменению естественного фона электронно-ионных концентраций (вариации электронно-ионных концентраций dN/N > 3%).

Выделение факельных образований от радиоактивно-загрязненной местности и радиационно-опасных объектов (РОО) осуществляется за счет селекции их пространственно-временных вариаций, а также путем идентификации поверхностно-активных аэрозолей в основании факелов.

При наличии в атмосфере альфа-активных радионуклидов (например, радона) в атмосфере формируются плазменные треки линейной формы, регистрируемые на экране плазменного индикатора РЛС в виде точечных осцилляций интенсивности в пределах некоторой области экрана, совпадающей с областью локализации облака альфа-активных нуклидов. Сигналы резонансного рассеяния формируются при альфа-распаде изотопов с образованием в атмосфере трека, ориентированного вдоль направления распространения волны в момент ее прохождения.

Технические характеристики метода

Примечания:

* - зависит от типа используемых РЛС (ПРВ-13, РЛС-5Н84, РЛС-22ЖБ и др.);

** - определяется точностью координатной привязки сигналов РЛС.

Работы по отработке метода проводились в течение 1986 - 1997 гг. Метод прошел экспериментальную проверку на 9-ти АЭС России и Украины, более 100 ТЭЦ, работающих на каменном угле, мазуте, сланцах, газе, на большом числе радиационно-опасных объектов Московской, Ленинградской, Черниговской, Запорожской, Николаевской, Воронежской, Смоленской, Тверской, Саратовской, Челябинской, Свердловской, Архангельской, Томской областей и Красноярском крае. Из РОО на указанных территориях были исследованы: АЭС; ТЭЦ; комплексы по производству ядерного оружия; комплексы по изготовлению, установке, хранению и ремонту ядерно-топливных и двигательных изделий и установок; места установки межконтинентальных баллистических ракет с ядерным оружием на борту; места захоронения радиационных отходов; места добычи полезных ископаемых и производства, в технологических циклах которых используются радиационные компоненты; заброшенные отвалы радиоактивных руд; производственные здания радиационно-опасных производств (как действующих, так и законсервированных); участки местности и регионы природного и техногенного радиационного загрязнения (как сильного, так и слабого); аварийные РОО и т.д.

Технология получения дистанционной радиационной информации в режиме постоянного слежения, обработки данных и передачи информации лицам, принимающим решения, была апробирована на трех радиационных инцидентах: на Запорожской АЭС (октябрь, 1989 г.), Ленинградской АЭС (март, 1992 г.), в г. Томске-7 (апрель, 1993 г.).

Исходя из результатов апробации, данный метод может быть использован для решения следующих задач:

• регулярное и устойчивое наблюдение за технологическими радиационными выбросами РОО;
• обнаружения аварийных радиационных выбросов на РОО;
• сопровождения и точного определения координат облаков аварийных выбросов;
• оценки суммарной активности радиационного облака по результатам радиолокационного наблюдения;
• обнаружения и определения объемной активности альфа-активных радионуклидов в атмосферных выбросах РОО;
• обнаружения и определения интенсивности эманации радона из земной коры (с чувствительностью не более 10 Бк/м³);
• определения радиационного загрязнения местности и природных водных источников (поверхностных и грунтовых вод).

Кроме того, данный метод может найти применение для определения координат месторождений полезных ископаемых по радиационной эмиссии от пластов их залегания (в т.ч. нефти и газа); поиска новых подземных водоисточников; для обнаружения координат возникновения турбулентных и электромагнитных неустойчивостей в атмосфере, приводящих к грозообразованию, формированию атмосферных вихрей и смерчей.

Реализация метода возможна при использовании стационарных РЛС ВВС, а также подвижных специализированных радиолокационных средств, обеспечивающих возможность выделения информационных сигналов на фоне помех. При использовании войсковых РЛС, не имеющих специализированных устройств по выделению и обработке сигналов для решения выше приведенных задач, необходимо обучение привлекаемых специалистов методическим приемам получения и обработки информационных сигналов. Далее для автоматизации процесса и получения более оперативной и достоверной количественной информации при сокращении эксплуатационных затрат необходима доработка локационных систем в части обработки допплеровских контуров сигналов с последующей цифровой регистрациейинформации.

Используемая литература

1. Кононов Е.Н. Радар ставит диагноз радиационной обстановке и видит невидимое. ЭКОС-информ. 1997. №2. С.55-61.

	Перейти к оглавлению