Строительные исследования

назад Оглавление вперед

страница - 0

Использование селективного анализа проб для обнаружения аномалий содержания радиоактивных аэрозолей в атмосфере помещений

Тихонов А.А. (sniiprd@sniip.ru) ФГУП НИЦ "СНИИП"

Контроль содержания радиоактивных аэрозолей в атмосфере помещений является одной из важных задач по предотвращению террористических акций с применением радиоактивных веществ [1-4]. Обеспечение такого контроля предполагает проведение регулярных измерений величины естественного аэрозольного фона. Естественный аэрозольный фон, в основном, составляют радиоактивные аэрозоли, образующиеся в результате распада благородных газов радона, торона и актинона [5-7].

Аппаратура, предназначенная для контроля содержания радиоактивных аэрозолей в воздухе, как правило, включает устройство отбора и подготовки пробы, устройство контроля объема или скорости прокачиваемого воздуха, специфичные устройства и блоки детектирования и пр. Отдельной и часто трудно разрешимой однозначно задачей является идентификация радионуклидов, обнаруженных в пробах [3,5]. Поэтому аэрозольная аппаратура дорога и, как правило, ее эксплуатация предполагает высокую квалификацию персонала. Использование традиционных подходов контроля радиоактивных аэрозолей, применяемых на ядерно-опасных объектах, в целях обеспечения безопасности привело бы к неоправданно большим финансовым затратам. К задаче обнаружения аэрозольных аномалий в атмосфере помещений в целях предотвращения террористического акта можно предложить иной подход.

Обеспечение защиты объекта от вероятного применения радиоактивных аэрозолей в диверсионных и террористических целях может быть поставлена как задача обнаружения статистически значимых отклонений значения эквивалентной равновесной активности радона (ЭРОАр) от фоновых значений. Причем предлагаемая ниже методика совместных измерений, проводимых различными способами, позволяет делать качественные выводы о характере изменений в исследуемой атмосфере.

Суть предлагаемой методики заключается в следующем. Эквивалентная равновесная активность радона измеряется регулярно (раз в сутки) в помещениях объекта двумя способами. Первый способ предполагает отбор пробы на фильтр с последующим измерением альфа-активности пробы, второй - бета- и гамма-активности. Результаты измерений анализируются в соответствии с критерием, приведенным в работе [8]:

У[Ф1(P/2) > 12 2} == xi = x2,(1)

где V - квантор условия («если»); => - квантор следствия («то»); Ф-1 - функция обратная интегралу вероятностей; Р - заданная вероятность вывода или надежность; x1, x2 - результаты

измерений ЭРОАРп разными способами; tjtjl- дисперсии ошибок для каждого способа измерения. Критерий (1) позволяет установить статистически значимое отклонение двух результатов с надежностью Р. Нормальному состоянию атмосферы, в смысле обнаружения радиоактивных аэрозолей, соответствует случай, когда выполняется следующее выражение:

V{(x1 = x2) л (x1 = x1) л (x2 = x2)} == норма .(2)

В приведенном выражении условия равенства проверяются по критерию (1), знак л - соответствует логической операции «И»; xt - среднее значение вычисляемое по нескольким последним измерениям (текущее среднее). В том случае, когда соотношение (2) не выполняется, тогда проверяются следующие соотношения:

V{(x1 > x2) л (x1 > x1 + 3ст1)} == тревога 1

,(3)

V{(x2 > x1) л (x2 > x2 + 3cr2)} => тревога 2

В последнем соотношении состояние «тревогам» соответствует статистически значимому отклонению результата измерения по каналу i.

Если принять, что способ 1 соответствует измерениям альфа-активности фильтра, а способ 2 - бета- и гамма-активности, то состояние «тревога 1» соответствует обнаружению альфа-активных аэрозолей в воздухе, а состояние «тревога 2» - обнаружению бета- и/или гамма-активных аэрозолей.

Если отклонение от нормы обнаружено способом измерений альфа-активности фильтра, то дальнейший анализ состояния атмосферы помещений объекта ведется методами альфа-радиометрии и/или спектрометрии. В случае обнаружения отклонения от нормы способом 2, отбираются пробы воздуха для детального анализа бета- и гамма-активности фильтров.

В случае равноточных измерений способами 1 и 2 зависимость отношения x2 / x1 = а (порога обнаружения) как функция надежности вывода Р при относительной ошибке измерений 8 имеет вид [8]:

а== ~ 2.(4)

где Р = {8* Ф ~\Р/2) -1}.

На рис.1 приведены результаты расчетов зависимости а(Р,8) с параметром 8, указанным справа (в таблице).

1,2 1 ё 1 - СО >-н S X л л 0,6 - к 0 4- а ° 0-
		У	i				»- А.		-Х-0.4 -Ж-0.5
								-♦
				X		W N	X	*
					>	XI	X
							Ч
	1 1 1 1 1 1 1 - 1 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 Надежность вывода Р

Так, при точности измерений 30%, что характерно для радиометров аэрозолей, и надежности вывода Р=0.9, результаты измерений должны отличаться в 2,5 раза. Таким образом, с помощью регулярных измерений ЭРОАРп двумя различными способами можно обнаруживать отклонения ЭРОАРп от фоновых значений и делать качественные выводы о характере отклонений.

Предложенный выше подход был успешно опробован и принят на вооружение службами безопасности нескольких объектов. Для контроля ЭРОАРп используются радиометры аэрозолей «Альфа-3» и «РЭКС-1» [9,10]. Радиометр «Альфа-3» обеспечивает измерения по альфа-активности фильтра (способ 1), а радиометр «РЭКС-1» реализует способ 2.

В заключение автор благодарит за полезные дискуссии и помощь в работе д.т.н. Б.В. Поленова, к.т.н. Никитина В.И., к.т.н. Волкова С.В., сотрудников лаборатории 192 НИЦ «СНИИП» Бабича В.Г. и Сальникова В.Н.

Литература

1.Леонов А.Ф., Поленов Б.В., Чебышов С.Б. Современные методы и технические средства борьбы с радиационным терроризмом. Журнал «Экологические системы и приборы», №5.

2000г.

2.Никитин В. И., Тихонов А. А. К вопросу построения радиационной ветви интегрированной системы безопасности. Журнал «Специальная техника», №3 2002 г.

3.Гаршин В.М., Чебышев А.В., Фесенко А.В. Комплексные системы мониторинга токсикологической и экологической безопасности. Журнал «Спецтехника», 1998 г., №4-5. http: st.ess.ru/publications/

4.Тихонов А.А. Радиационная ветвь интегрированной системы безопасности. Тезисы доклада, IV Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы защиты и безопасности», г. Санкт-Петербург, 4-6.04.01

5.Крисюк З.Э., Радиационный фон помещений, М., Энергоатомиздат, 1989 г.

6.Рузера Л. С. Дозиметрия радиоактивных аэрозолей. Измерение концентраций, поступлений и поглощенных доз. г. Москва, 2001 г.

7.Сердюкова А.С., Капитанов Ю.Т. Изотопы радона и продукты из распада в природе. Изд. 2-е., М., Атомиздат, 1975, 296 с.

8.Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. «Наука», М.,

1971 г.

9.Волков С. В., Тихонов А.А. Радиометр для обнаружения альфа-излучающих аэрозолей. М., Ядерные измерительно-информационные технологии, Труды НИЦ «СНИИП», 2002 г.

10.Тихонов А. А. Прибор радиоэкологического контроля атмосферы жилых и производственных помещений. Тезисы доклада, IX Международный симпозиум «Мониторинг здоровья населения и окружающей среды: Технологии и информационные базы данных», Греция, о. Крит, 28.04-05.05.01

содержание:
[стр.Введение]