Основной недостаток радиометрических измерений - отсутствие возможности проводить достоверные измерения активности без информации о нуклидном составе пробы

Информацию о нуклидном составе пробы можно получить только при использовании спектрометрических методов анализа.

Радиометрия как предварительный вспомогательный метод может быть использована при оценке суммарной альфа и бета-активности проб и отбраковке для дальнейшего прохождения на определение радионуклидного состава на гамма, бета и альфа-спектрометрах. Понятно, что в этом случае суммарная активность является условной, а не физической величиной. В процессе измерений активности проб работу проще и дешевле выполнить применяя элементарные методы подготовки проб и обычные радиометрические приборы вместо применения спектрометрических методов. Отбраковка позволяет проводить детальные спектрометрические измерения только тех проб, которые превышают выбранный порог активности.

Радиометры объемной активности аэрозолей. Радиометры аэрозолей позволяют решить следующие основные задачи:

• контроль объемной активности радиоактивного аэрозоля в рабочих помещениях радиационно-опасных объектов;

• контроль выброса радиоактивного аэрозоля в окружающую среду.

Измеряемой физической величиной для данного класса приборов является объемная активность (ОА) радиоактивного аэрозоля в Бк/м³ (ранее Ки/л, Ки/м³). Эта величина, с учетом других характеристик радиоактивного аэрозоля, которые дополнительно определяются, как правило, периодически для конкретных объектов и технологий лабораторными методами (дисперсность, растворимость, нуклидный состав), позволяет определить поступление радионуклидов в организм человека с учетом объема вдыхаемого им воздуха и времени пребывания в рабочем помещении и вклад от этого поступления в ожидаемую дозу внутреннего облучения человека.

Контроль выброса радиоактивных аэрозолей в атмосферу важен также для технологического контроля и для прогнозирования загрязнения объектов окружающей среды.

Приоритетными направлениями отечественного аэрозольного приборостроения всегда считались работы по созданию стационарных радиометров, а также блоков и устройств детектирования аэрозолей для различного рода информационно-измерительных систем радиационного контроля, для установок контроля газоаэрозольных выбросов АЭС и других радиационно-опасных объектов.

Природная нестабильность контролируемой среды, сложная цепочка измерительных преобразований определяют трудоемкость методической проработки аппаратурных решений для получения достоверных результатов измерений (основная погрешность рабочих средств измерений остается на уровне 50 %).

Основным методом для подготовки измеряемой аэрозольной пробы является аспираци-онный метод - метод прокачки загрязненного радиоактивными частицами воздуха с использованием высокоэффективных фильтрующих материалов Петрянова (фильтры АФА, ленты НЭЛ, ЛФС и СФЛ).

Самая большая потребность сформировалась в стационарных радиометрах аэрозолей для непрерывного мониторинга воздушной среды в рабочих помещениях. При этом их технические характеристики носили и носят объектовую ориентацию (АЭС, радиохимические производства и т.д.). Одновременно разрабатывались переносные и носимые приборы и пробоотборники: для лабораторного контроля проб аэрозоля, инспекционного контроля и индивидуального контроля воздуха в зоне дыхания. Однако изготавливались приборы и пробоотборники небольшими партиями или единичными образцами.

С учетом требований НРБ-99 актуальной задачей остается выпуск пробоотборников для индивидуального контроля воздуха в зоне дыхания персонала. Для персонала, работающего в наиболее загрязненных зонах и в аварийных ситуациях, наличие индивидуального пробоотборника аэрозолей позволяет получить более достоверные данные о дозах внутреннего облучения.

Для контроля радиоактивных газоаэрозольных выбросов были разработаны радиометры семейства РК - «Калина» и установки типа РКС. Они нашли широкое применение на отечественных и построенных нашей страной за рубежом АЭС (страны бывшего СЭВ и Финляндия), промышленных реакторах. Эта аппаратура определила идеологию и практику организации непрерывного автоматизированного контроля радиоактивных выбросов на АЭС, закрепленных в нормативных документах.

Новые блоки и устройства детектирования аэрозолей и паров иода в составе КАТСРК «Орешник» стали основой проектирования более совершенных приборов и установок контроля радиационной обстановки, включая и контроль радиоактивных выбросов в атмосферу, на различных предприятиях ЯТЦ. По существу была разработана и внедрена новая технология создания объекто-ориентированной аппаратуры. В соответствии с ней созданы блоки и устройства детектирования БДАА-01, БДАС-ОЗП семейства УДА. Блок БДАС-ОЗП является одним из самых легких УД с лентопротяжным механизмом, обеспечивающим регистрацию на уровне требований НРБ. В этом классе он, пожалуй, самый массовый.

Новая аппаратура обеспечивает контроль:

• ОА аэрозолей альфа-излучающих радионуклидов;

• ОА бета-гамма-активных аэрозолей;

• ОА аэрозолей и паров иода-131.

В это же время была разработана последняя модификация установки из семейства РКС-РКС-07П и РКС-07П1 для контроля выбросов на АЭС, создан аппаратурно-методический комплекс для контроля гексафторида урана.

Дальнейшая работа по усовершенствованию аппаратурно-методической базы аэрозольного приборостроения и установок контроля газоаэрозольных выбросов проходит в рамках создания и промышленного освоения автоматизированных комплексов КТС КРБ (система АСКРБ) и КТС КРО («Орешник-Т»).

Радиометры объемной активности бета-активных газов. Технические средства измерения объемной активности (ОА) газообразных радионуклидов в воздухе используются для оперативного обнаружения нарушения герметичности технологического оборудования на АЭС и других объектах Минатома, а также для контроля выбросов этих радионуклидов в окружающую среду.

Цель такого контроля, во-первых, оперативное принятие мер по нормализации работы названного оборудования и, во-вторых, снижение радиационной нагрузки на персонал, окружающую среду и население.

В силу быстрого выделения и распространения газов и проведения, как правило, прямого контроля ОА газов этот метод наиболее оперативный и потому наиболее подходящий для реализации названных целей контроля.

К ним относятся р адиометры газов РГБ-06 и РГБ-07 на основе ионизационных камер. Преимущество радиометров газов на основе ионизационных камер - возможность измерения нормируемых значений ОА низкоэнергетичных радионуклидов - чистых бета-излучателей трития и углерода, чего практически не обеспечивают радиометры с другими типами детекторов.

Радиометр газов РГБ-06 широко применяется для радиационного и технологического контроля. Он выполнен в виде универсального измерительного пульта, блока сигнализациии блока детектирования БДГБ-02П на основе ионизационной камеры. Длина соединительного кабеля пульта с БД и блоком сигнализации до 100 м. Блоки детектирования БДГБ-02П имеют 8 модификаций исполнения, различающихся объемом камеры (10,1 и 0,1 л), а также чувствительностью преобразователя сигнала с камеры. В результате каждый блок БДГБ-02П перекрывает диапазон измерения в 5 десятичных порядков, а 2(3) модификации - диапазон в 8(10) десятичных порядков.

Блоки БДГБ-02П используются в составе других приборов, например, комбинированных приборов контроля газоаэрозольных выбросов на АЭС в составе многоканальных информационных измерительных систем радиационного контроля типа РКС-07П и РКС-07П1, а также системы «Орешник».

Радиометры РГБ-06 и РГБ-07, а также блоки детектирования БДГБ-02П обеспечивают измерение долей нормируемых НРБ-99 значений допустимой объемной активности (ДОА) для лиц из персонала группы А (приблизительно от 0,1 ДОА паров трития и 0,3 ДОА углерода-14).

К числу последних разработок относится р адиометр РБГ-08П, предназначенный для измерения криптона-85. Контролируемый воздух прокачивается через измерительный объем (4,6 л), содержащий пленочный, сцинтилляционный детектор с малой сорбцией, чувствительная поверхность детектора - 5200 см² и фотоэлектронный умножитель. Диапазон измерения объемной активности ⁸⁵Кг в воздухе от 1 до 3,7х10⁴ Бк/л (свинцовая защита детектора имеет толщину 50 мм).

Для оперативного контроля трития разработан и изготавливается небольшими партиями и нтеллектуальный портативный радиометр РКБ-05П (ПРТ-1М). Принцип действия прибора основан на предварительном селективном отборе проб трития из воздуха – в специальные кюветы с пленочным сцинтиллятором или из воды - в сосуды с жидким сцинтиллятором с последующим измерением активности с помощью двух ФЭУ, включенных в схему совпадений.

В рамках разработки «Орешник-Т» проработаны варианты создания на основе УД радиометров на базе персонального компьютера, а также приборов с настольным пультом или индикаторным табло.

На АЭС и предприятиях Минатома широко применяются БД и УД и радиометры на основе других детекторов (счетчиков Гейгера-Мюллера, сцинтилляционных детекторов и ППД). К сожалению, они не обеспечивают контроль низкоэнергетических и генетически значимых радионуклидов - трития и углерода-14, чрезвычайно важных для оценки радиационной нагрузки на персонал, население и окружающую среду в соответствии с требованиями НРБ-99. Контроль других радионуклидов необходим в основном для технологического контроля работы оборудования предприятий Минатома и АЭС.

Радиометры объемной активности жидкости и удельной (объемной) активности проб объектов окружающей среды. В НРБ-99 установлены допустимые значения объемной иудельной активности наиболее радиационно-опасных бета-излучающих нуклидов в воде, почве, продуктах растениеводства и животноводства. Повышены в 2-3 раза требования к допустимой удельной активности для наиболее опасных бета-излучающих нуклидов (кроме стронция-90). Изменилось значение удельной активности альфа-излучающих нуклидов, которое уменьшилось в 30-40 раз.

Для измерения удельной и объемной активности проб воды, почвы, растительности, пищи и пищевых продуктов широкое распространение получил у ниверсальный комплект приборов РУБ-01П, технические характеристики которого отвечают требованиям НРБ-99.

Радиометр РУБ-01П является универсальным комплектом приборов. Он широко распространен в практике радиоэкологического контроля в качестве штатного прибора.

В приборах этого комплекта используются сцинтилляционные детекторы различных модификаций, в т.ч. детекторы с развитой поверхностью на основе пластин-сцинтилляторов. Наиболее распространенные приборы из этого комплекта - промышленные р адиометры РУБ-01П5 с блоками детектирования БДЖБ-05П1, БДЖБ-06П и БДЖБ-06П1, которые предназначены для измерения суммарной объемной активности бета- и бета-гамма активных радионуклидов.

Один из принципов регистрации радиоактивного загрязнения жидких проб получил дальнейшее развитие в приборе РЖБ-11П - радиометре контроля радиоактивного загрязнения жидкости. Этот принцип основан на непосредственном измерении объемной активности пробы жидкости сцинтилляционным детектором, состоящим из пластин-сцинтилляторов, площадь которых может достигать больших значений. За счет увеличения площади сцинтиллятора и объема измеряемой пробы этот метод обеспечивает возможность измерения низких уровней бета и бета-гамма активных проб. Уменьшение габаритных размеров и массы прибора по сравнению с другими аналогичными приборами достигается в этом приборе за счет использования одного ФЭУ вместо двух, что упрощает и облегчает операции при измерении.

Для измерения более низких уровней активности традиционно применяются так называемые низкофоновые установки для лабораторного контроля проб, которые могут использовать пробы, полученные путем радиохимических и физико-химических методов концентрирования радиоактивных нуклидов.

Для измерения удельной активности альфа и бета-излучающих проб окружающей среды могут быть использованы (модернизированный вариант) низкофоновая установка типа УМФ-1500, а также установка УМФ-2000

Заслуживает внимания новая разработка - Радиометр низкофоновый многофункциональный РКС-18Р, предназначенный для измерения активности альфа и бета-излучающих нуклидов в плоских источниках или пробах, в том числе в пробах аэрозоля. Радиометр РКС-18Р имеет микропроцессорное управление, блок детектирования на основе двух кремниевых полупроводниковых детекторов. Диапазоны измерений:

• по альфа-излучающим нуклидам - от 0,1 до 10⁴ Бк;

• по бета-излучающим нуклидам - от 1 до 10⁵ Бк;

• по ОА аэрозолей бета-излучающих нуклидов - от 1 до 10⁵ Бк.

Радиометр РУБ-01П7 предназначен для контроля гамма-активности проб, обусловленных содержанием техногенных радионуклидов цезия-134,137 на фоне значительной активности естественного радионуклида калия-40. Прибор РУБ-01П7, как и другие приборы, снабжен методикой измерения и при выпуске и поверке градуируется по объемным образцовым источникам-имитаторам проб объектов окружающей среды.

Близким по параметрам прибору РУБ-01П7, в котором также используется сцинтилляционный детектор в режиме избирательного радиометра (для цезия-137 и цезия-134) и учет влияния калия-40, является прибор РКГ-02А.

Актуальной остается задача контроля жидких сбросов на АЭС и других объектах атомной промышленности. Для этой цели применяются приборы с устройствами детектирования, позволяющие измерять активность сбросных вод в проточном режиме.

В связи с разработкой новых систем специально для АЭС эти задачи решались и решаются блоками детектирования, непосредственно входящими в состав этих систем. Причем современные системы позволяют проектным путем создавать радиометры для контроля сбросных вод, используемых в составе систем, а так же как автономные приборы. Этот принцип используется во всех современных системах, а интеллектуальные БД и УД позволяют осуществлять передачу результатов измерения контроля жидких сбросов при любом отдельном их размещении в постах радиационного контроля в АСКРО. Например, в составе КАТСРК («Орешник») имеются блоки детектирования и устройства детектирования для контроля жидкости: БДЖА-02П, БДЖБ-01П, БДЖБ-02П, УОК-12П и УОК-13П.

Радиометры поверхностной активности радионуклидов. Контроль радиоактивного загрязнения поверхностей позволяет выявить факт переноса радиоактивных веществ из рабочих помещений и технологического оборудования за их пределы. Он обеспечивается радиометрами поверхностной активности радионуклидов.

Задача контроля загрязнения поверхностей в рабочих помещениях и загрязнения рук, ног, одежды персонала состоит в получении информации с целью защиты персонала и планировании мероприятий по ликвидации и/или уменьшению поверхностных загрязнений.

Выделяют следующие типы аппаратуры для контроля поверхностного загрязнения персонала:

• приборы и установки для предупреждения загрязнения по альфа-излучению;

• приборы и установки для предупреждения загрязнения по бета-излучению;

• приборы и установки для предупреждения загрязнения только по гамма-излучению;

• приборы и установки для предупреждения загрязнения по альфа-, бета-излучению;

• приборы и установки для предупреждения загрязнения по бета-, гамма-излучению, где гамма-излучение индицируется отдельно;

• приборы и установки для предупреждения загрязнения по альфа-, бета-, гамма-излучению, где гамма-излучение индицируется отдельно.

По виду контролируемой поверхности аппаратура делится на следующие типы:

• установки для контроля загрязнения всего тела, в том числе лица;

• установки для контроля загрязнения рук;

• установки для контроля загрязнения ног;

• установки для контроля загрязнения рук и ног.

Применяемые установки могут быть как с вычитанием, так и без вычитания радиационного фона.

Критерий оценки степени загрязнения поверхностей устанавливается в НРБ-99 в виде значений допустимых уровней загрязнения радиоактивными веществами. Единица измерения (удельной) поверхностной активности по ГОСТ 29074-91 радионуклида - Бк/см². Применяемые ранее приборы градуировались по плотности потока част/см²с. Среди многообразия типов радиометров радиометры поверхностной активности радионуклидов являются сравнительно «простыми» приборами по использованию методических решений, конструктивному исполнению и метрологическому обеспечению.

По конструктивному исполнению они делятся на три группы:

• носимые;

• переносные;

• стационарные.

Прототипом портальных радиационных мониторов-арок является шестиканальное стационарное сигнальное устройство первого поколения типа СУ-1, предназначенное для автоматической сигнализации в случае, когда загрязненние тела и одежды бета-активными нуклидами превышали предельно-допустимые уровни.

В настоящее время потребность в контрольных установках для измерения радиоактивного загрязнения тела, рук и ног персонала и транспортных средств остается неизменно высокой. Эти потребности могут быть удовлетворены частично старыми разработками и частично новыми разработками. Например, такими как стационарная установка РЗБ-05Д, установка контрольная РЗА-05Д или использованием новых типов блоков детектирования и новых измерительных устройств.

Для этой цели также возможно использовать технические средства из универсальных комплексов радиационного контроля. Из технических средств комплексов можно создавать одноканальные и многоканальные устройства. Примером такого пути развития технических средств могут служить комплексы КТС КРБ для АЭС, КТС КРО («Орешник-Т»), АСДК-02 (БДА-01+БЛК-01) и др.

В новых разработках используются не только газоразрядные счетчики, но широко используются сцинтилляционные (в том числе пластмассовые) детекторы больших размеров.

Можно отметить также факт появления новых типов арок, которые предназначены для контроля несанкционированного перемещения радиоактивных материалов:

· Портальный монитор гамма-излучения СМГИ3.01;

· Пешеходные портальные мониторы KCAPIV.031 и KCAPIV.032 («Дозор»);

· Транспортный портальный монитор KCAPIV.41 («Рубеж»);

· Стационарный металлодетектор с детекторами радиоактивного излучения «Поиск-ЗМ-РН» и пешеходный радиационный монитор «Вымпел»;

· Пешеходный портальный монитор АРКА - ИНТРА.

До настоящего времени недостаточное внимание уделялось массовым измерениям различных по габаритным размерам изделий, предметов, материалов и т.д., загрязненных радиоактивными веществами. В этом случае может оказаться достаточным использование приборов-индикаторов уровня радиоактивного загрязнения.

К таким приборам относится индикатор РЗС-06П для обследования упаковочной тары, почтовых отправлений, одежды, обуви и т.д. на складах, почте, прачечных, химчистках, а также банках и таможенных пунктах. Максимальные габаритные размеры обследуемых предметов могут достигать 600x400x200 мм; диапазон регистрируемого излучения 0,05 - 3,0 МэВ (БДЛГ-10); вид регистрируемого излучения: бета- и гамма-излучение. Индикатор обеспечивает также непрерывный контроль радиационной обстановки в месте его расположения. В процессе работы индикатора в случае появления загрязненных изделий автоматически формируется звуковой и световой сигналы. К таким приборам-индикаторам также относится сигнализатор денежных билетов, загрязненных радиоактивными веществами «ИРИДА».

Дата добавления: 2014-01-06