Задачи радиационного контроля
Постоянно возрастающее использование источников радиации (ионизирующего излучения) во всех областях хозяйственной деятельности и активизация развития атомной энергетики объясняют актуальность проблемы радиационной безопасности населения и территорий. Проблема связана с решением большого числа задач, которые включают три основных круга вопросов – гигиеническое нормирование, радиационный контроль (РК) и, собственно, защита.
Отсутствие у человека возможности ощущать радиацию (специальных органов чувств к радиации нет) потребовало особого подхода к созданию системы безопасности, которая включает кроме систем сигнализации, блокировки, механизации и автоматизации технологических процессов использование аппаратуры радиационного контроля.
В общей системе мер радиационной безопасности (РК отводится первостепенная роль, поскольку для оценки и прогнозирования риска облучения человека необходима объективная информация о радиационной обстановке).
В штатных ситуациях РК, по сути, является контролем за соблюдением норм радиационной безопасности и основных санитарных правил на объектах, использующих источники радиации.
Это комплекс мероприятий, благодаря которым ведется постоянный мониторинг радиационной обстановки на рабочих местах и регистрация доз облучения, которому подвергается персонал объекта. Ведется также измерение уровней загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. Уже в период проектирования потенциально опасного объекта в проект включают конкретный перечень видов и объем радиационного контроля (п. 7.1 НРБ99/2009). В случае превышения установленных основных пределов доз и допустимых уровней облучения принимаются соответствующие меры.
В нештатных ситуациях с риском облучения персонала данные РК являются основанием для выбора мероприятий по защите персонала, спасателей и населения.
Мониторинг радиационной обстановки
В связи с насыщенностью крупных промышленных городов предприятиями, использующими источники радиации, и близостью городов-спутников с расположенными на их территории атомными станциями, сегодня в крупных мегаполисах мира действуют системы радиационного мониторинга – стационарные посты контроля радиационной обстановки.
При чрезвычайной ситуации (ЧС) с радиоактивным загрязнением объектов и местности первостепенной задачей является получение достоверной информации о радиационных параметрах, характеризующих радиационную обстановку – об уровнях мощности дозы излучения (дозиметрический контроль (ДК) и о нуклидном составе радиоактивных изотопов (радиометрический контроль). Без данных контроля радиационной обстановки невозможно принять адекватные меры защиты населения и личного состава подразделений, привлекаемых к ликвидации последствий ЧС.
Объективная информация о радиационной обстановке в аварийной ситуации является, с одной стороны, основой для выбора мер защиты населения и, с другой стороны, условием выбора тактики защиты личного состава. Информированность личного состава о радиационной обстановке является важным фактором для осознанного применения мер защиты и соблюдения правил безопасного поведения, исключающего как развитие необоснованной радиофобии, так и не позволяющего пренебрегать опасностью.
Виды радиационного контроля
В зависимости от ситуации и поставленной цели РК подразделяют на несколько видов.
Постоянное отслеживание радиационной обстановки на производстве в штатной ситуации относится к текущему, рутинному контролю, суть которого в регулярном измерении мощности дозы на рабочих местах (дозиметрический контроль (ДК) и оценке уровня загрязнения помещения радиоактивными веществами путем их определения (прямого или расчетного) в окружающей среде – воздухе, воде, на поверхностях одежды, кожных покровов (радиометрический контроль).
Другим видом РК является оперативный ДК, который осуществляют в нештатных ситуациях, например, при ведении плановых работ по нарядам в ситуации с риском повышенного облучения или при выполнении работ по ликвидации последствий аварийной ситуации на радиационно-загрязненной территории. В таких случаях проводят измерение мощности дозы на местности и расчет допустимого времени работы личного состава в опасной зоне (защита ограничением времени).
В ЧС радиационного характера предусматривается ДК личного состава спасательных формирований и различных групп населения и окружающей среды. Выделяют групповой и индивидуальный ДК, групповой подразумевает контроль группы людей, находящихся в условиях с риском облучения; индивидуальный подразумевает контроль и оценку внешнего облучения человека, уровень радиоактивного загрязнения одежды и кожных покровов, оценку внутреннего облучения.
Способы ДК в условиях профессионального облучения также разделяют на групповой и индивидуальный ДК (ГДК и ИДК). Суть ГДК заключается в измерении мощности дозы (скорости накопления дозы) в рабочем помещении и расчете доз облучения персонала на основании учета времени пребывания персонала в этом помещении.
Для ИДК используют индивидуальные дозиметры-накопители, позволяющие контролировать накопленную (суммарную) за определенный период работы (например, квартал) дозу внешнего бета-, гамма- и рентгеновского и нейтронного облучения. Индивидуальный радиометрический контроль подразумевает отслеживание загрязненности кожных покровов и средств защиты и контроль за поступлением радиоактивных веществ в организм.
Методы и средства радиационного контроля
Методы и средства РК внешнего и внутреннего облучения человека различаются, поэтому рассматриваются отдельно. Контроль облучения щитовидной железы человека проводят с помощью ее сканирования. Для контроля внутреннего облучения используются счетчики излучения человека и анализы биологических жидкостей.
Биологические методы ИДК используют в тех случаях, когда надо ретроспективно оценить факт облучения людей, которые находились на загрязненных территориях в ЧС, и нет данных о радиационной обстановке на этой территории. Такими методами являются анализы содержания лимфоцитов в крови человека, в том числе хромосомных аберраций в этих клетках.
На сегодняшний день наиболее точным инструментальным методом ретроспективного анализа аварийной индивидуальной поглощенной дозы облучения человека является метод ЭПР эмали зуба (электронный парамагнитный резонанс). Зуб фактически является природным дозиметром, так как действие радиации вызывает образование в зубной эмали долгоживущих радикалов, при этом их количество (в диапазоне доз до 30 Гр) зависит от дозы облучения. Анализ спектров ЭПР дает информацию о накопленной дозе. Для выяснения дозы внешнего облучения применяют также метод нейтронно-активационного анализа биологических жидкостей.
Мониторинг радиации на загрязненных территориях
Во время выполнения работ на радиационно-загрязненных территориях (РЗТ) осуществляется мониторинг поверхностного загрязнения радионуклидами технических средств, поверхностей зданий и сооружений и других объектов.
Прибор защищают от загрязнений путем помещения в защитную пластиковую оболочку (полиэтиленовую пленку), при измерении его держат на расстоянии 3–6 см от исследуемой поверхности (техники, одежды, строения и т.д.). Дозиметрист обязательно должен быть защищен средствами защиты органов дыхания и кожных покровов. Показания прибора фиксируют документально.
Если люди находились на РЗТ до того, как была проведена оценка загрязнения этой территории, мониторинг загрязнения одежды проводится в обязательном порядке.
Приборы радиационного контроля
В зависимости от предназначения для РК используют следующие виды приборов:
- Дозиметры – для измерения мощности дозы.
- Радиометры – для оценки уровня загрязнения радионуклидами различных сред (воздуха, воды, пищевых продуктов и т.д.), рассчитывают на единицу объема, веса или поверхности; и для определения радионуклидов в теле человека и на поверхности кожных покровов.
- Спектрометры – для определения распределения частиц по их характеристикам – энергии, виду излучения, зарядам, массам.
- Универсальные приборы, например, дозиметры-радиометры.
Информацию о назначении и основных свойствах различных типов приборов, используемых в настоящее время, можно получить уже из названия прибора, благодаря принятой единой системе условных обозначений для приборов и правил их образования. Информация изложена в издании «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические требования», ГОСТ 27451–87.
Единица измерения радиации
Согласно системе принятых дозиметрических величин, для контроля радиационной обстановки в целях ГДК введена величина – мощность эквивалента поглощенной дозы, измеряемая в мкЗв/ч (микрозиверт в час). В штатных условиях эксплуатации источников излучения используют нормируемые величины облучения персонала объекта (группа лиц А): эффективные и эквивалентные дозы облучения.
При выборе дозиметров для определенной ситуации учитывают их характеристики, в том числе диапазон измеряемых величин. Для целей радиационной безопасности в обычных условиях приемлемы приборы с диапазоном от 0,2 до 500 мЗв, но при аварийном контроле используют приборы с диапазоном от 10 до 5 000 мЗв. В медицинской радиологии для проведения радиотерапии верхний предел возрастает до сотен Зв (Зиверт). Для промышленных целей при оценке радиационной стойкости материалов поглощенные дозы могут достигать значений 104–1 010 Гр (Грэй).
Радиационная безопасность
В области радиационной безопасности для группового и индивидуального контроля соответственно предназначены инспекционные и индивидуальные дозиметры. Инспекционные дозиметры являются контрольно-измерительными приборами, с их помощью определяют дозовые характеристики полей излучения и измеряют мощность эквивалентных доз. Полученные показания умножают на время пребывания людей в данном поле и таким образом рассчитывают эффективную дозу облучения, которую человек получил, находясь в этом поле.
Для ИДК используют дозиметры «накопители», позволяющие определить поглощенную суммарную накопленную дозу облучения. На объектах Росатома, например, существует служба ИДК, персонал объекта раз в квартал сдает инженеру или технику по радиационной безопасности индивидуальный дозиметр (ИД) для оценки накопленной дозы. В случае проведения работ в зоне загрязнения перед входом в опасную зону ИД помещают под одежду в области грудины. При выходе из зоны ИД сдают для проведения анализа. Примером современных ИД «накопителей» – удобных, многократного пользования и широкого диапазона являются термолюминесцентные дозиметры – ТЛД.
Они используются в медицинской практике, в промышленности, на АЭС и для контроля облучения личного состава объектовых пожарных частей. Служба ИДК на АЭС относится к ведомству Росатома, собственной службы ИДК в федеральной противопожарной службе Государственной противопожарной службы МЧС России нет. По мнению автора, это неправильно, поскольку ситуации на пожаре непредсказуемы даже на объектах, не связанных с использованием источников радиации. Кроме того, в России существуют обширные РЗТ после имевших место ранее радиационных аварий и катастроф, тушение пожаров на которых требует особого внимания к безопасности пожарных.
ИДК позволяет рано выявить факты облучения людей и своевременно принять меры для сохранения здоровья. По сути, это «пассивный» вид защиты, позволяющий определить превышение дозового предела облучения, допустимого в конкретной ситуации. Накопление дозы 20 бэр и выше требует медицинского освидетельствования, в случае превышения дозы до 100 бэр и выше необходима госпитализация.
Радиационная разведка
В случае крупномасштабной радиационной аварии первостепенной задачей является организация и проведение такого вида РК, как радиационная разведка. Для ее проведения привлекаются специальные подразделения Министерства обороны, МЧС России (Гражданской обороны), Министерства здравоохранения или других ведомств (в зависимости от ситуации).
Для экстренной оценки радиационной обстановки на больших территориях используют специальные мобильные разведывательные машины, информация поступает в органы управления для принятия решений.
При ядерных авариях в случае разгерметизации активной зоны реактора и выброса в окружающую среду продуктов деления урана для радиационной разведки используют робототехнические комплексы разведки и дезактивации и передвижные лаборатории экспрессного радиационного контроля (ПЛЭРК).
В начальный период развития ЧС радиационную разведку проводят силами и средствами подразделений химических войск, оснащенных специальными разведывательными машинами на базе бронетранспортеров и беспилотными летательными аппаратами. Во всем мире такая техника используется для комплексного выявления радиационной обстановки при крупномасштабных катастрофах и стихийных бедствиях.
Для МЧС России создан робототехнический комплекс легкого класса для ведения радиационной разведки в условиях воздействия радиации, который позволяет вести поиск локальных источников радиации в труднодоступной местности.
Таким образом, РК, являясь важнейшей частью системы радиационной безопасности, позволяет с помощью приборов и определенного уровня базовых знаний о радиации объективно оценить радиационную обстановку, своевременно выявить риск превышения допустимых доз облучения и принять экстренные меры по нормализации обстановки, защите людей и ослаблению или предупреждению негативных последствий облучения.
На основании данных ДК определяют необходимость оказания медицинской помощи, проведения и объема санитарной обработки и специальной обработки технических средств, принимают решения о таких видах защиты населения, как зонирование территорий по степени радиационной опасности, эвакуации населения и выведении территорий из природопользования.
