Создание информационно-дозиметрической системы радиационной опасности на территории Российской Федерации

XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Создание информационно-дозиметрической системы радиационной опасности на территории Российской Федерации

Писарева Я.А. 1
1Школа № 2104 на Таганке
Мовсесян Р.Г. 1
1Школа № 2104 на Таганке
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В условиях интенсивного техногенного воздействия на окружающую среду одним из наиболее значимых для человеческого здоровья факторов является естественный радиационный фон. Радиоактивность – отнюдь не новое явление; новизна состоит лишь в том, как люди пытались ее использовать. В обществе доминирует представление о радиации как исключительно техногенном явлении, однако это не так, и требуется разбор данной темы. При этом оценка радиационных рисков для населения часто носит неполный характер

Актуальность проекта определяется тем, что в повседневной жизни человек постоянно подвергается естественному радиационному фону. Но из-за того, что данные собираются разными организациями, имеют низкую доступность для граждан, а существующие системы контроля сосредоточены на крупных промышленных объектах у людей отсутствует картина реальной дозовой нагрузки. Особенно актуально создать систему, дающую более полное представление о радиационной обстановке в условиях роста интереса к экологической обстановке и здоровому образу жизни.

Проблема:

Отсутствие единой платформы для мониторинга повседневных радиационных рисков в антропогенной среде.

Цель работы

Разработать проект первой информационно-дозиметрической системы, масштабирующий принципы и возможности существующего радиационного контроля, позволяющий уменьшить опасность радиационного заражения на территории Российской Федерации.

Задачи

1. Ознакомление с теорией по теме «Радиоактивность и виды радиоактивных излучений»;

2. Ознакомление с прибором для измерения радиационного фона;

3. Проведение измерений в различных условиях, в различных местах, различных материалов и тел;

4. Анализ и сравнение полученных данных с«Нормами радиационной безопасности»;

5. Проанализировать возможные угрозы от радиации и свести в единую модель угроз;

6. На основе модели угроз разработать комплексную систему и подсистемы защиты

Гипотеза:

Если создать систему, которая будет анализировать уровень радиационной опасности на уровне отдельного человека и городского района, оповещать население и персонал, также архитектура которой будет выведена из структуры и результатов практических замеров, то такая организация сможет качественно обеспечить новый уровень управляемости радиационной безопасностью. Она позволит перейти от реагирования на инциденты к управлению полученными данными, также такая система имеет возможность интегрироваться и приносить пользу в других сферах.

Методика выполнения работы:

Работа носит экспериментально-аналитический и проектный характер. Включает четыре этапа:

Теоретический (анализ литературы) для составления работы

Полевой и лабораторный этап: Сбор данных о радиационной обстановке и объектах городской среды.

Аналитический этап: Обработка данных, сравнение с нормативами, оценка дозовых нагрузок.

Проектный этап: Представление архитектуры и функциональных требований информационно-дозиметрической системы и её подсистем на основе полученных результатов.

Оборудование и материалы: Индикатор радиоактивности (дозиметр) Soeks-01M; смартфон для фиксации геолокации.

Были проведены измерения радиоактивных излучений на пищевом складе, на местности и в помещениях.

Измерения проводились по единому протоколу для обеспечения сопоставимости данных. Каждая запись включает: тип объекта, условия измерения, показания прибора в мкР/ч (с последующим переводом в нужные единицы: Бк/кг, мкЗв/ч), анализ на соответствие норме.

Полученные массивы данных и их анализ станут материалом для проектирования слоёв сбора и анализа информации в рамках разрабатываемой системы.

Место проведения работ: Город Москва.

Сроки выполнения: 5 месяцев (сентябрь 2025 г. — январь 2026 г.).

  1. Радиоактивность и излучения

    1. Радиоактивность: основные понятия

Радиация – это ионизирующее излучение, вызванное распадом радиоактивных ядер.

Открыл радиацию в 1896 г. Анри Беккерель, он случайно обнаружил, что соли урана засвечивают фотопластинки в темноте, без внешнего источника энергии. Это положило начало изучению явления. Позже, ученые химики, Мария и Пьер Кюри ввели сам термин "радиоактивность" и открыли новые радиоактивные элементы — полоний и радий. Уже к концу 19 – началу 20 века Эрнест Резерфорд и другие ученые идентифицировали и назвали три основных вида излучения: альфа (α), бета (β) и гамма (γ).

Главным объектом исследования ученых был сам атом, вернее - его строение. В атоме ядро, как правило, состоит из нескольких более мелких частиц, которые плотно сцеплены друг с другом. Некоторые из этих частиц имеют положительный заряд и называются протонами, а некоторые частицы имеют электрически нейтральный заряд и названы нейтронами. В каждом атоме число электронов в точности равно числу протонов в ядре; каждый электрон несет отрицательный заряд, равный по абсолютной величине заряду протона, так что в целом атом нейтрален.

Ядра атомов одного и того же элемента всегда содержат одно и то же число протонов, число нейтронов в них может быть разным. Атомы, имеющие ядра с одинаковым числом протонов, но различающиеся по числу нейтронов, относятся к разным разновидностям одного и того же химического элемента, называемым изотопами данного элемента. Чтобы отличить их друг от друга, к символу элемента приписывают число, равное сумме всех частиц в ядре данного изотопа, например, радий-226.

Ядра всех изотопов химических элементов образуют группу «нуклидов». Некоторые нуклиды стабильны, т. е. в отсутствие внешнего воздействия никогда не претерпевают никаких превращений. Большинство же нуклидов нестабильны, они все время превращаются в другие нуклиды. При каждом таком акте распада высвобождается энергия, которая и передается дальше в виде излучения. Часто нестабильный нуклид оказывается настолько возбужденным, что испускание частицы не приводит к полному снятию возбуждения; тогда он выбрасывает порцию чистой энергии, называемую гамма-излучением.

Весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нуклида называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид - радионуклидом. Но хотя все радионуклиды нестабильны, одни из них более нестабильны, чем другие. Например, половина всех атомов протактиния в каком-либо радиоактивном источнике распадается за время, чуть большее минуты, в то же время половина всех атомов урана-238 превратится в торий-234 за четыре с половиной миллиарда лет. Время, за которое распадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа в любом радиоактивном источнике, называется периодом полураспада. Число распадов в секунду в радиоактивном образце называется его активностью. Единицу измерения активности (в системе СИ) назвали беккерелем (Бк), в честь Анри Беккереля; один беккерель равен одному распаду в секунду.

Разные виды излучений сопровождаются высвобождением разного количества энергии и обладают разной проникающей способностью, поэтому они оказывают неодинаковое воздействие на ткани живого организма. Альфа-излучение, которое представляет собой поток тяжелых частиц, состоящих из нейтронов и протонов, задерживается, например, листом бумаги и практически не способно проникнуть через наружный слой кожи, образованный отмершими клетками. Поэтому оно не представляет опасности до тех пор, пока радиоактивные вещества, испускающие α-частицы, не попадут внутрь организма через открытую рану, с пищей или с вдыхаемым воздухом; тогда они становятся чрезвычайно опасными. Бета-излучение обладает большей проникающей способностью: оно проходит в ткани организма на глубину один-два сантиметра. Проникающая способность гамма-излучения, которое распространяется со скоростью света, очень велика: его может задержать лишь толстая свинцовая или бетонная плита.

    1. Радиационная обстановка: природные и антропогенные источники

Вся радиационная обстановка на нашей планете формируется под влиянием двух групп источников. Первая группа — это природные источники, в основном, естественно-радиационные фоны. Вторую группу образуют антропогенные источники, возникновение которых напрямую связано с деятельностью человека. Их появление коренным образом изменило радиационную карту планеты.

1) Под радиационным фоном (рф) принято понимать ионизирующие излучения от природных источников космического и земного происхождения, а также от искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека. Различают природный (естественный) радиационный фон, технологически измененный естественный радиационный фон, искусственный радиационный фон.

Естественный радиационный фон представляет собой ионизирующие излучения, действующие на человека на поверхности земли от космического излучения и природных источников земного происхождения. Естественную радиоактивность составляют космические лучи и радиоактивные элементы земной коры. Космические лучи представляют собой поток ядерных частиц, приходящих на земную поверхность с различных областей мирового пространства. Такие лучи называют первичным космическим излучением. При падении космических частиц на поверхность Земли происходит их взаимодействие с атомами и молекулами атмосферы, вследствие этого возникает вторичное космическое излучение.

Природная радиоактивность обусловлена радиоактивными изотопами естественного происхождения, присутствующих во всех оболочках Земли: литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере с момента возникновения нашей планеты. Главным источником поступления во внешнюю среду естественных радиоактивных веществ, к настоящему времени широко распространенных во всех оболочках Земли, являются горные породы, образующие толщу земной коры, возникших в период формирования и развития планеты. Благодаря деструктивным процессам, происходящих непрерывно, радиоактивные вещества подверглись широкому рассеиванию. Именно в горных породах преимущественно находятся тяжелые радиоактивные элементы (уран, торий, радий). Уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры.

Технологически измененный естественный радиационный фон. Представляет собой ионизирующие излучения от естественных источников, претерпевших определенные изменения в результате деятельности человека. Например, излучение от природных радионуклидов, поступающих в биосферу вместе с извлеченными на поверхность Земли из недр полезными ископаемыми такими как нефть, минеральные удобрения.

Искусственный радиационный фон. С началом широкого испытания ядерного оружия возникло глобальное загрязнение биосферы искусственными радионуклидами. К нему присоединяются загрязнения локального, регионального и глобального характера обусловленные отходами предприятий ядерной энергетики и источники ионизирующих излучений, используемых в научных целях, в медицине и в народном хозяйстве.

2) Техногенные радиоактивные материалы — это радионуклиды, которые либо создаются человеком искусственно, либо являются естественными, но концентрируются в результате промышленной деятельности, что увеличивает потенциальное облучение людей. Их основные пути появления:

Ядерные реакции: Искусственное получение радионуклидов в ядерных реакторах.

Технологическое усиление природных радионуклидов: Деятельность, в ходе которой концентрация естественных радиоактивных элементов в отходах или продуктах значительно возрастает. Например, добывающая и перерабатывающая промышленность, металлургия.

Таким образом, техногенная радиоактивность проявляется не только в виде новых изотопов, созданных человеком. Существует менее очевидный аспект – непреднамеренное усиление и концентрирование природной радиации в результате хозяйственной деятельности. Наиболее значимым примером является радиоактивный газ радон. Радон (Rn-222) — это радиоактивный инертный газ, не имеющий цвета и запаха. Он является прямым продуктом распада радия-226, входящего в цепочку распада урана-238. Его источники поступления это: выделение из почвы и горных пород, содержащих уран и радий, строительные материалы на основе глины, природный газ, вода из глубоких скважин.

Радон сам по себе является альфа-излучателем. Главная опасность заключается не в нем самом, а в его короткоживущих твердых дочерних продуктах распада (изотопы полония, висмута, свинца). При вдыхании они могут задерживаться в тканях легких и облучать их альфа-частицами, что значительно повышает риск развития рака легких. Вдыхание радона вносит наибольший вклад в дозу облучения населения от естественных источников. Основной и наиболее эффективный метод снижения концентрации радона в помещениях это регулярное и интенсивное проветривание, а также принудительная вентиляция подпольного пространства.

    1. Ключевые области применения радиации

Зачастую радиация ассоциируется исключительно с угрозой, однако открытие радиоактивности дало начало не только ядерной энергетике, но и большому количеству мирных технологий, которые кардинально изменили медицину, сельское хозяйство, промышленность и научные исследования.

Применение радиации в медицине (ядерная медицина и радиология) делится на два основных направления: диагностику и терапию.

Диагностика использует рентгеновское излучение для получения изображений внутренних структур организма, выявления переломов, опухолей, патологий легких.

Лучевая терапия – метод лечения опухолевых заболеваний с помощью ионизирующего излучения. Мощное внешнее излучение направляется на опухоль, разрушая ее клетки. Современные методы позволяют с фокусированной точностью воздействовать на новообразование, минимизируя повреждение здоровых тканей.

Также радиация широко используется в пищевой промышленности: она позволяет увеличить срок хранения продуктов путем подавления прорастания или уничтожения бактерий.

Отдельной масштабной областью в использовании атома является ядерная энергетика. Ярким примером служит российский атомно-энергетический комплекс, он включает в себя атомные электростанции (АЭС) и атомные ледоколы, которые являются ключевыми направлениями использования ядерной энергии в мирных целях.

По состоянию на ноябрь 2025 года в стране 11 действующих АЭС и эти станции, управляемые госкорпорацией «Росатом», обеспечивают примерно 20% всего производимого в России электричества. Параллельно ведётся масштабное расширение: до 2042 года запланирован ввод 11 новых АЭС.

В арктическом регионе Россия обладает единственным в мире атомным ледокольным флотом, который гарантирует круглогодичную навигацию по Северному морскому пути. На ноябрь 2025 года уже построены 4 универсальных атомных ледокола, ещё 3 находятся в стадии строительства. Эти ледоколы способны преодолевать лёд толщиной до 3 метров, обеспечивая проводку судов как в глубоководных акваториях, так и в устьях сибирских рек.

Итак, за строгими рамками радиационной безопасности открывается огромный потенциал технологий, служащих здоровью, прогрессу и развитию общества.

  1. Радиационная доза и прибор для её измерения

    1. Дозиметрия

Для оценки реального воздействия излучения на вещество, особенно на живые организмы, требуется переход от измерения к расчётным величинам. Центральной из них является доза – мера энергии, переданной излучением веществу и её биологических последствий. Именно её расчёт позволяет связать физические измерения с нормами радиационной безопасности.

В системе дозиметрии ионизирующего излучения ключевыми являются несколько величин, каждая со своей специфической единицей измерения:

Активность источника – мера, которая оценивает силу источника и показывает, сколько ядер распадается за секунду. Единица в СИ - Беккерель (Бк), где 1 Бк = 1 распад/с.

Поглощённая доза — это основная физическая величина, показывающая, какое количество энергии ионизирующего излучения было передано (поглощено) единице массы вещества. Её единица измерения в системе СИ — грей (Гр), где 1 Гр = 1 Дж/кг.

Экспозиционная доза - величина, характеризующая ионизирующее действие излучения на воздух. Единица измерения дозы – рентген (Р), является внесистемной.

Эквивалентная доза – производная величина, используемая для оценки радиационного риска для человека. Она является скорректированной коэффициентом относительной биологической эффективности различных видов радиоактивных излучений. Её единица — зиверт (Зв), а рассчитывается она путем умножения поглощённой дозы на коэффициент качества (К), который учитывает различную биологическую эффективность разных видов излучения:

H = D x K

Где H - эквивалентная доза (единица зиверт, Зв), D - поглощённая доза (Гр)

Для коллективной оценки облучения группы людей применяется коллективная эффективная доза, также измеряемая в зивертах (чел.-Зв). Именно в Зв/ч чаще всего калибруются показания бытовых и профессиональных дозиметров.

Годовая эффективная доза — это величина, используемая для оценки риска долгосрочных последствий облучения всего тела человека или отдельных его органов за один год. Она измеряется в зивертах (Зв), и для удобства чаще используется миллизиверт (м3в, 1 мЗв = 0,001 3в). В соответствии с принципом оптимизации, годовая эффективная доза от всех техногенных источников для населения Российской Федерации не должна превышать 1 мЗв в среднем за любые 5 лет.

    1. Прибор для измерения радиации

Существуют различные приборы для измерения ионизирующих излучений, одним из таких приборов является дозиметр.

Дозиметр — это прибор, предназначенный для измерения дозы ионизирующего излучения или её мощности. Это измерение, называемое дозиметрией, является основой радиационной безопасности.

Принцип действия большинства дозиметров основан на регистрации ионизирующего излучения с помощью детектора и преобразовании его эффектов в измеримый сигнал. Этот процесс происходит так: излучение попадает в чувствительный элемент прибора - детектор, вызывая в нём физический или химический эффект (вспышку света, образование заряда), который затем преобразуется в электрический сигнал (импульс или ток). Далее электронная схема обрабатывает сигнал, подсчитывает количество импульсов или измеряет силу тока, а результат выводится на дисплей в виде мощности дозы, например, мкЗв/ч или мкР/ч.

Существует несколько основных типов дозиметров: персональные, стационарные, портативные и специализированные. Все типы различаются по конструкции, назначению и способу применения.

Понимание дозы и проведение её практического измерения позволят понять, какими данными и в каком формате должна оперировать система.

  1. Практическая часть

    1. Описание и важность проведения измерений

Для создания информационно-дозиметрической системы радиационной опасности (ро) необходимо изучить теоретический материал по теме, а также провести экспериментальное исследование радиационного фона объектов городской среды.

Целью данной практической работы является проведение серии измерений мощности дозы ионизирующего излучения от различных объектов в условиях городской среды. Эти данные послужат основной информацией для:

1. Выявления объектов, требующих повышенного внимания, что необходимо для настройки систем оповещения.

2. Формирования требований к мониторинговой сети: выбор мест для потенциальной установки стационарных датчиков и определение частоты контрольных измерений продукции.

3. Сравнения полученных результатов с действующими гигиеническими нормативами для первоначальной оценки безопасности исследуемых объектов.

Измерения проведены над мощностями эквивалентной дозы и экспозиционной дозы гамма-излучений. Для измерений планируется использовать портативный дозиметр-радиометр (Приложение 1), принцип действия которого описан в предыдущей главе.

Проведение измерений запланировано в наиболее значимых для здоровья людей местах.

    1. Анализ и сравнение с нормами радиационной безопасности

В России нормы радиационной безопасности регулируются Федеральным законом от 09.01.1996 №3-ФЗ «О радиационной безопасности населения». Закон определяет правовые основы обеспечения радиационной безопасности населения в целях охраны его здоровья.

Таблица 1. Объект измерения: Места, нуждающиеся в особом контроле уровня радиации

Объект измерения

Нормативный документ/ Показатель

Нормативное значение

Измеренное значение

Соответствие норме

Склад продуктового магазина «Пятёрочка»

СанПиН 2.6.1.2523-09 (НРБ-99/2009)

До 0.3 мкЗв/ч

0.13 мкЗв/ч

Соответствует

Стройка в округе Котельники (жилой комплекс «Коломенский лес»)

СанПиН 2.6.1.2523-09 (НРБ-99/2009) (для жилых помещений)

До 100 Бк/м³

57 Бк/м³

Соответствует

Таганско-Краснопресненская линия метро

СанПиН 2.6.1.2523-09 (НРБ-99/2009)

До 30 мкР/ч

14 мкР/час

Соответствует

На объектах специального пропускного режима (таких, как АЭС, исследовательские ядерные реакторы и другие) измерения не были проведены ввиду отсутствия специального пропуска.

Таблица 2. Объект измерения: Районы Москвы

Объект измерения

Нормативный документ/ Показатель

Нормативное значение

Измеренное значение

Соответствие норме

Округ Таганский

НРБ-99/2009. Мощность дозы гамма-излучения на открытой местности (среднегодовая)

До 30 мкР/ч

8 мкР/ч

Соответствует

Округ Химки

НРБ-99/2009. Мощность дозы гамма-излучения на открытой местности (среднегодовая)

До 30 мкР/ч

19 мкР/ч

Соответствует

Округ Коломенское

НРБ-99/2009. Мощность дозы гамма-излучения на открытой местности (среднегодовая)

До 30 мкР/ч

14 мкР/ч

Соответствует

  1. Модель угроз

    1. Принципы построения модели угроз радиационной опасности

Для системного анализа факторов радиационной опасности и последующей разработки систем и подсистем защиты от радиационной опасности были проанализированы наиболее значимые потенциальные события, которые могут привести к различным видам радиационного заражения, их причины и последствия

Для построения полноценной модели угроз необходимо дополнительно проанализировать вероятность реализации рисков и оценить степень воздействия последствий реализации. В рамках данной работы это сделано не было ввиду отсутствия достаточного количества данных для проведения этого анализа.

    1. Описание модели угроз

Таблица 3. Модель угроз

Номер п.п.

Описание угрозы

Источник угрозы

Объект воздействия

Последствия реализации угрозы

1

Угроза заключается в провозе открытых источников радиации естественного (грунт, содержащий радиоактивные вещества, строительный мусор, содержащий радиоактивные вещества и т. п.) или искусственного происхождения (различные оборудования, содержащие источники радиации или источники радиации, созданные во вредоносных целях) наземным, морским, речным или воздушным транспортом.

Отсутствие должного контроля за открытыми источниками радиации (урановые карьеры, хранилища отработанного ядерного топлива «могильники», списанного оборудования, содержащего источники радиации или заражённые материалы.)

Действия злоумышленников.

Территории, прилегающие к транспортной инфраструктуре (дороги, аэропорты, вокзалы, морские вокзалы, причалы), склады, свалки, создаётся опасность заражения пассажиров, пользующихся транспортной инфраструктурой, обслуживающего персонала.

Радиационное загрязнение почвы, воздуха, объектов транспортной инфраструктуры (строение, различный транспорт)

2

Возникновение радиационной опасности возле мест постоянного нахождения источников радиации (урановые карьеры, склады, отработанного ядерного топлива, склады оборудования и техники, содержащих источники радиации и/или заражённых ей.)

Отсутствие должного контроля и системы учёта на соответствующих объектах, злонамеренные действия (хищение, распространение)

Объекты хранения и источники радиации, прилегающие территории, иные объекты.

Заражение почвы, воды, воздуха, объектов инфраструктуры, граждан.

3

Массовое радиационное заражение питьевой воды и продуктов питания.

Случайное или злонамеренное попадание источников радиации в водохранилища, системы водоснабжения, распределительные центры розничных продуктовых компаний, склады.

Потребители воды и продуктов питания.

Массовые отравления, болезни, связанные с воздействием радиации.

4

Большие поступления радона, в том числе с природным газом в жилые помещения.

Недостаточная вентиляция, закрытые помещения, постройка домов, находящихся на участках с высоким содержанием урана в грунте.

Отсутствие достаточного контроля за природным газом и строительными материалами, также за водой в водоизмещениях.

Жилые дома с неотлаженной системой циркуляции воздуха, нижние этажи зданий, замкнутые пространства - пещеры, шахты, водоочистные сооружения.

Радиационное загрязнение замкнутых пространств, зданий и жилых домов, в последствие массовые облучения.

5

Заражение радиацией в местах массового скопления людей.

Случайные и злонамеренные попадания радиоактивных веществ в толпу.

Места массового скопления людей, такие как: общественный транспорт, торговые центры, аэропорты, стадионы.

Массовые заражения от загрязнённых поверхностей сооружений, зданий и земли.

  1. Описание информационно-дозиметрической системы РО РФ и подсистем безопасности

    1. Общее описание системы

Система Анализа и дозиметрии Радиационной Опасности (САРО) представляет собой комплексную, территориально-распределённую по всей территории России систему, включающую в себя программные комплексы, специальное оборудование и персонал, обслуживающий и использующий данную систему.

Архитектура системы. (Приложение 2). Система делится на следующие слои:

1 Слой - "программный": программы и интерфейсы для взаимодействия с пользователями. В программном слое системы находятся 3 специализированные системы назначения и алгоритмы, которые описаны в соответствующих разделах. Данные подсистемы служат для получения данных от оборудования контроля и их предварительную обработку для передачи в систему анализа

Система анализа - "ядро" системы САРО. Собирает со всех подсистем данные, анализирует их, в том числе с помощью модуля искусственного интеллекта и выдаёт в виде отчётов, сигналов, рассылок и прочего анализ полученных данных, включая рекомендации по выполнению мероприятий, по профилактике и/или устранению опасности.

Хранилище данных. Служит для хранения и быстрой обработки накопленной информации системы анализа.

API: Интерфейсы для взаимодействия с пользователями системы, в том числе для получения ими прикладных отчётов, системных отчётов (например, о сбоях оборудования или других ошибках системы); другими внешними информационными системами.

2 Слой - "Оборудование контроля": Данный слой включает в себя различные оборудования, которые позволяют мониторить уровень радиации и позволяющий проводить дополнительный контроль для выявления источников радиации: камеры (в том числе тепловизорные) наружного наблюдения, дозиметрические датчики радиации, барометры, термометры, газовые анализаторы.

3 Слой -"Объекты фактического контроля"

Данный слой включает в себя все объекты постоянного и временного контроля, наблюдение за которыми позволяет системно и оперативно выявлять источники угроз и наблюдать за ними онлайн для корректировки анализа и рекомендаций по устранению и профилактике возможного радиационного заражения (рз).

    1. Подсистема транспортно-логистического контроля

Подсистема транспортно-логистического контроля (ПТЛК) Служит для контроля всех значимых систем транспорта РФ: автодорог, мостов, тоннелей, аэропортов, автовокзалов, речных и морских вокзалов, морских шлюзов и иных объектов транспортной инфраструктуры.

Функционирование системы:

Данная система собирает информацию с различных аппаратных средств наблюдения и контроля для возможности анализа точечного или распределённого на территории изменения радиационного фона и сопутствующих наблюдений.

Первый пример: если ПТЛК обнаружит изменение радиационного фона на датчиках, установленных вдоль дороги, который позволит с помощью анализа сделать вывод о перемещении источника опасности на автомобиле, система сможет отследить с помощью видеокамер этот автомобиль и передать оперативно группе реагирования номер, марку и предполагаемый маршрут движения автомобиля, что позволит оперативно задержать его и предотвратить дальнейшее заражение.

Второй пример: если ПТЛК сделает вывод исходя из полученных данных на основе физических систем контроля, что источник радиации попал на воздушное судно, система анализа может через API получить информацию о расписании всех рейсов, в том числе этого судна и оперативно выдать сотрудникам группы мониторинга рекомендации к осмотру судна в месте посадки с указанием времени посадки.

    1. Подсистема контроля объектов-источников повышенной опасности

Подсистема контроля объектов-источников повышенной опасности (ПКОИПО)

Данная система служит для контроля и анализа радиационной ситуации на различных стационарных объектах - источниках повышенной радиационной опасности: атомные электростанции, хранилища ядерных отходов, учреждения, на территории которых находится оборудование, содержащее источники радиации, склады, на которых хранятся источники радиации, в том числе списанное оборудование, предприятия по обработке урана, свалки и ядерные могильники, заводы изготовляющие продукцию, содержащую радиацию.

Данная система позволит проанализировать, в том числе используя средства искусственного интеллекта, связь различных событий, которые потенциально могут привести к рз и своевременно предотвратить его.

Например, выявление колебаний почвы в районе хранилища отработанного ядерного топлива поможет спрогнозировать землетрясения.

    1. Подсистема контроля объектов критической инфраструктуры и социально значимых объектов

Подсистема контроля объектов критической инфраструктуры и социально значимых объектов (ПКОКИСЗО)

Данная система служит для контроля наиболее значимых социальных объектов, в которых радиационное заражение может угрожать одновременно большому количеству людей: система водоснабжения и водохранилища, распределительные центры (склады продуктов), крупные торговые центры, стадионы, места массовых мероприятий, крупные бизнес-центры.

Работа системы анализа на данных объектах должна происходить при тесном взаимодействиями со службами государственного, областного и муниципальной власти, в том числе со службы общественного правопорядка.

    1. Потенциальное масштабирование системы

Для повышения точности прогноза и анализа опасности САРО, систему можно интегрировать с другими внешними системами - источниками оперативных и аналитических данных:

  • Единая Государственная Автоматизированная Система Контроля Радиационной Обстановки (ЕГАСКРО)

  • Система наблюдения городских камер

  • Система наблюдения в подъездах городских домов и пригородных поселков

  • Различные чрезвычайные системы: РСЧС (противопожарные системы)

  • Геодезические системы наблюдения и системы наблюдения за погодой, океанографические системы

  • Система ДПС

Подключение к этим системам позволит обогатить данными САРО, как для текущего оперативного анализа, так для накопления массива данных для предиктивного анализа на основе исторических данных.

Заключение:

Разработанная система САРО поможет выявлять аномалии, потенциально опасные зоны в режиме реального времени и передавать данные об этом населению. Также система поможет службам быстрее реагировать на экстренные ситуации и, информируя население, снизит риск тревожности.

Список литературы

  1. Алиев Р. А., Калмыков С. Н. Радиоактивность: Учебное пособие

  2. Бадрутдинов О.Р., Тюменев Р.С., Шуралев Э.А., Мекаминов М.Н. Радиоактивность экосистем

  3. РАДИАЦИЯ. Дозы, эффекты, риск. Перевод с английского Ю.А. Банникова.

  4. Широков Ю. М., Юдин Н. П. «Ядерная физика»: учебное пособие для вузов, 2-е изд., перераб., М.: Наука, 1980.

  5. Ишханов Б. С., Борисов М. А., Иванова Н. В. и др. «Радиоактивные распады атомных ядер»: учебное пособие, М.: Изд-во МГУ, 2018.

  6. Н. П. Петров, В. П. Сырнев. «Радиоактивные излучения и их измерения»

  7. Матвеев А. Н. «Атомная физика»: учебное пособие, М.: Высшая школа, 1989.

  8. Сапожников Ю. А., Алиев Р. А., Калмыков С. Н. «Радиоактивность окружающей среды. Теория и практика». М.: «БИНОМ. Лаборатория знаний», 2006

  9. Белозёрский Г. Н. «Радиационная экология»

  10. 12 СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009», утв. постановлением Главного гос. сан. Врача РФ от 7 июля 2009 г. № 47

  11. Вронский, В.А. Экология и окружающая среда / В.А. Вронский. - Ростов н/Д: Феникс; М:, 2009 - 432 с.

  12. Москалев, А.А. Радиобиология инкорпорированных радионуклидов/ А.А. Москалев. - М., 1989 - 230с.

Приложение 1. Индикатор радиоактивности (дозиметр) Soeks-01M

Общий вид устройства:

Приложение 2. Архитектура системы САРО

Просмотров работы: 5