Поиск - новости науки и техники

Доза без угрозы

Уральские ученые усовершенствовали методы контроля радиационной безопасности на АЭС

Новейшее достижение ученых Института промышленной экологии УрО РАН – полное обновление системы радиационного мониторинга на всех российских атомных электростанциях. О нем корреспонденту «Поиска» рассказали директор института доктор технических наук Михаил ЖУКОВСКИЙ и ведущий научный сотрудник радиационной лаборатории кандидат физико-математических наук Алексей ЕКИДИН.

Как родилась идея обновления?
М.Жуковский:
– Мы всегда понимали, что прежняя система контроля на отечественных АЭС (речь идет о работе в штатном режиме) нуждается в модернизации. До недавнего времени в выбросах наших атомных электростанций официально контролировались суммарная активность альфа- и бета-излучающих радионуклидов, суммарная активность инертных радиоактивных газов и еще четыре радионуклида, которые не входят в число основных дозообразующих. В то же время в Европе в разных вариантах контролируются до нескольких десятков радионуклидов. Анализ базы данных по выбросам всех европейских атомных электростанций, начиная с 1995 года, показал: индикаторов прежней отечественной системы для объективного контроля влияния выбросов АЭС в окружающую среду и на организм человека явно недостаточно.
В 2015 году Правительство РФ утвердило новый регламент, согласно которому предписывается отслеживать 94 радионуклида, что с профессиональной точки зрения другая крайность. Это сложно и дорого технически, к тому же для практической безопасности не нужно. Перед нами встал вопрос определения перечня радионуклидов, реально создающих 99% опасной дозы. Для поиска ответа в нашем институте была сконструирована небольшая мощная мобильная фильтрующая установка для отбора радиоактивных аэрозолей, а для инертных радиоактивных газов – оригинальная модификация известного физикам классического сосуда Маринелли. Часть технологии контроля мы позаимствовали у наших партнеров на предприятии «Маяк» (г. Озерск). C таким оборудованием сотрудники института объехали все десять российских АЭС, собрали пробы и провели квалифицированную инвентаризацию выбросов. В итоге для каждой станции был определен свой список дозообразующих радионуклидов, общий перечень составил примерно 15 наименований.

Что показали первые измерения по новой технологии? Лучше или хуже радиоактивный фон на выходе с наших АЭС, чем считалось прежде?
А.Екидин:
– Фон нормальный, но это не главное. Главное, что впервые за всю историю отечественной атомной энергетики создана эффективная система постоянного мониторинга выбросов АЭС. Регулярная информация о них станет более полной и объективной. И не исключено, что негативное воздействие атомной энергетики на окружающую среду окажется даже меньше, чем считалось раньше. Сегодня по нашим методикам переоснащаются службы радиационной безопасности всех десяти российских АЭС. Работа эта ведется во взаимодействии с РФЯЦ – ВНИИТФ (г. Снежинск), центральной заводской лабораторией предприятия «Маяк», НПО «Тайфун» (г. Обнинск).

Вы рассказали о контроле выбросов в атмосферу. Но есть еще среда водная, не менее подверженная воздействию радиации.
М.Жуковский:
– В правительственном документе, о котором я говорил, регламентируется контроль 87 радионуклидов в водной среде. Чтобы его обеспечить, надо, условно говоря, из кубометра воды получить 100 граммов твердого осадка и с ним работать. Имеющиеся методы либо очень трудоемки, либо селективны (многие радионуклиды просто не «ловятся»). Также существует так называемая баромембранная технология изменения качества жидкости и ее разновидность – обратный осмос (от греческого «толчок», «давление»). Ее довольно широко используют для тонкой очистки воды и других целей. Но до сих пор всех интересовало то, что выходит «после» мембраны. Мы же подумали: а может быть, то, что мембрана не пропускает, и есть необходимая нам основа концентрата? Не лучший ли это способ контроля радиоактивных веществ в водной среде? Чтобы проверить гипотезу, провели сравнительный эксперимент на Биофизической станции Института экологии растений и животных УрО РАН в Заречном близ Белоярской АЭС, где наши коллеги для тех же целей пользуются традиционным выпариванием. Привезли туда свою установку, основанную на принципе обратного осмоса, прокачали через нее воду из Белоярского водохранилища, сделали анализ осадка. По чувствительности этот метод оказался полностью сопоставим с обычным выпариванием, то есть обнаружены следы тех же самых радионуклидов. К тому же мы получили десятикратный временной и большой энергетический выигрыш. Сейчас установка полностью сертифицирована, планируем показать ее на международной конференции по радиоактивности в окружающей среде.

До сих пор речь шла о контроле среды за пределами атомных станций. А как обстоят дела с охраной труда персонала АЭС?
М.Жуковский: – По отношению к персоналу должен осуществляться индивидуальный дозиметрический контроль, требования к которому с появлением новой информации постоянно растут. И если контроль внешнего гамма-излучения достаточно отработан, то ситуация с нестандартными видами излучения сложнее. Это касается, в частности, защиты хрусталика глаза человека во избежание развития катаракты и других заболеваний. Несколько лет назад МАГАТЭ снизило стандарт его облучения для персонала атомных предприятий в 7,5 раза. На европейских АЭС такой норматив уже введен, на наших пока нет, но Россия обязана выполнять рекомендации МАГАТЭ. Хрусталик может облучаться как «простым» гамма-излучением, так и бета-излучением или очень мягким рентгеновским, что обычный дозиметр не «ловит». Мы выяснили, что у нас в стране нет ни одного устройства, которое может оценить мощность дозы слабопроникающего излучения, влияющего на хрусталик. При этом в Израиле выходцами из России подобный прибор (RAD ION) уже разработан. Он приобретен московским предприятием «Доза», представлен в профессиональном журнале, но вне стен лаборатории не выходил. Мы предложили протестировать дозиметр в реальных условиях, и нам его предоставили. Испытания проводились на Белоярской атомной станции и в Институте реакторных материалов (г. Заречный), в том числе в самых горячих точках, например в реакторном зале через шесть часов после остановки реактора. Дозиметр помог определить, на каких рабочих местах есть нестандартное облучение, или, выражаясь языком инструкции, оптимизировать процедуру индивидуального дозиметрического контроля хрусталика.

Нуждаются ли в совершенствовании другие виды дозиметрии?
М.Жуковский: – Конечно. В частности, индивидуальная дозиметрия нейтронов. Здесь основная трудность в том, что энергетический спектр таких частиц, воздействующих на человека, очень широк – от тысячных долей электронвольта до десяти мегаэлектронвольт. Измерять дозу в таком диапазоне достаточно сложно, для этих целей разработано специальное устройство, так называемый мультисферный спектрометр Боннера, описанный еще в 1960 году. Однако такие устройства используются только в ОИЯИ в Дубне, причем с ограниченным диапазоном измерения. Поэтому мы провели соответствующие расчеты, подготовили техническое задание, и наши коллеги на предприятии «Атомтех» (Белоруссия) изготовили уникальный мульти­сферный спектрометр нейтронов. Он уже прошел успешные испытания в лаборатории физико-технического факультета Уральского федерального университета, сертифицирован в НИИ метрологии Санкт Петербурга, внесен в государственный реестр и недавно отправлен для измерений на рабочих местах на Белоярскую АЭС.

Беседовал Андрей Понизовкин

Нет комментариев