Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Радиационные мониторы в автоматизированных системах физической защиты

В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Радиационные мониторы в автоматизированных системах физической защиты

В статье рассматриваются тенденции мировой практики в области развития радиационных мониторов (РМ) и приводятся особенности их функционирования в составе автоматизированных систем физической защиты (АСФЗ) ядерно-опасных объектов с учетом опыта, накопленного при создании, эксплуатации и испытаниях систем обнаружения ядерных материалов (ЯМ), проводимых в ФГУП "СНПО "ЭЛЕРОН".

К.Е. Борисов
Зам. главного конструктора компании "ЭЛЕРОН"

М.Н. Попов
Начальник отделения компании "ЭЛЕРОН"

Е.К. Логунов
Главный специалист компании" ЭЛЕРОН"

Назначение и область применения РМ

К радиационным мониторам, применяемым в системах физической защиты, относятся пропускные устройства шлюзового типа со встроенной функцией радиационного контроля, пешеходные РМ арочного (или двухстоечного) типа и транспортные РМ (автотранспортные и железнодорожные). В настоящее время в ФГУП "СНПО "ЭЛЕРОН" разработаны и серийно выпускаются 12 типов различных РМ.

Несмотря на конструктивные отличия, общим для пешеходных РМ является применение унифицированной подсистемы обнаружения ЯМ, выполненной на основе четырех блоков детектирования гамма-излучения (БД). Примером пешеходного РМ может являться пропускное устройство (ПУ) УАК-РТ2 со встроенной подсистемой радиационного контроля. На рис. 1 изображен КПП, оснащенный данными ПУ.

РМ предназначены для обнаружения различных видов гамма-излучающих нуклидов в смесях или по отдельности без проведения идентификации нуклидов, которые, в свою очередь, могут быть отнесены к следующим группам:

  • ядерные материалы (U-235, Pu-239 и др.);
  • медицинские препараты (F-18, Ga-67, Tc-99, I-123 и др.);
  • природные радиоактивные материалы (K-40, Ra-226, Th-232 и др.);
  • промышленные радионуклиды (Co-57, Ir-192, Am-241 и др.).

Универсальность обнаруживаемых нуклидов позволяет применять РМ на объектах, где возможно несанкционированное перемещение любых ЯМ или радиоактивных веществ (РВ).

Категория РМ выбирается по ГОСТ Р 51635-2000 (см. таблицу). В большинстве случаев категории III П у (0,3 г Pu-239; 10 г U-235) достаточно для задач применения РМ на пешеходных КПП большинства объектов, включая ядерно-опасные.

В случае необходимости обнаружения источников нейтронного излучения должны использоваться соответствующие детекторы в составе РМ. Вместе с тем применяемые в настоящее время детекторы в составе пропускных устройств, разработанных в ФГУП "СНПО "Элерон", обладают требуемой чувствительностью к нейтронному излучению в соответствии с категорией III П n по ГОСТ Р 51635-2000.

Основные задачи и принципы, подлежащие реализации в радиационном мониторе в АСФЗ

Объем функций, выполняемых тем или РМ в составе АСФЗ, определяется его назначением. В общем случае в выпускаемых РМ, эксплуатируемых на пешеходных и транспортных КПП, реализованы следующие функции и показатели:

  • задание режима обнаружения с контролем только в одном из выбранных направлений, в обоих направлениях или с полным отключением радиационного контроля;
  • обнаружение ЯМ и РВ по качеству и количеству в соответствии с ГОСТ Р 51635-2000 и возможностью изменения порогов обнаружения;
  • обнаружение, помимо ЯМ и РВ, предусмотренных ГОСТ Р 51635-2000, других источников гамма-излучения, относящихся к таким группам, как медицинские препараты, природные радиоактивные материалы, промышленные радионуклиды;
  • автоматический учет инкорпорированных уровней активности у контролируемого субъекта по информации, хранящейся в базе данных АСФЗ;
  • автоматическое  блокирование  зоны контроля пропускного устройства при обнаружении ЯМ или РВ;
  • выдача информации о наиболее вероятном местоположении источника излучения у контролируемого объекта;
  • контроль радиационной обстановки на КПП  в паузах между процедурами контроля, автоматическое блокирование зоны контроля, выдача сигнала тревоги при превышении установленного порога гамма-фона;
  • автоматический учет уровней фоновой дисперсии, в том числе в процессе контроля;
  • информирование персонала СФЗ о потенциальной радиационной опасности;
  • вероятность ложного обнаружения источника у контролируемого объекта не более 0,001 при доверительной вероятности не менее 0,95;
  • дистанционно и автоматически проводимая диагностика исправности РМ, включая определение расчетных оценок вероятностных характеристик обнаружения;
  • предоставление полной информации для заинтересованных служб и подразделений обо всех фактах проведенного контроля.

Пример визуализации процедуры контроля автотранспортного средства приведен на рис. 2.

Объем перечисленных выполняемых функций достаточен для большинства применений РМ. Вместе с тем реализация указанных характеристик обеспечивается как характеристиками самого монитора, так и программно-информационной инфраструктурой АСФЗ.


Тенденции развития РМ

В последнее время на российском и зарубежном рынках ожидается появление РМ с новыми свойствами, которые обеспечат:

а)  более высокую чувствительность РМ к обнаруживаемым ЯМ и РВ;

б)  более равномерную чувствительность по всему объему зоны радиационного контроля;

в) уменьшение среднего времени радиационного контроля до времени, не превышающего период параллельно (одновременно) проводимых процедур удостоверения прав пересечения границ охраняемой зоны;

г)  больший запас по вероятности ложного обнаружения;

д)  идентификацию обнаруживаемых ЯМ и РВ с указанием типа радионуклидов для упрощения процедуры расследования причины задержания;

е) радиационный контроль загрязнения кожных покровов и одежды персонала гамма- и бета-активными радионуклидами в соответствии с требованиями НРБ-99.

Основным показателем, определяющим ряд других, связанных с ним характеристик РМ, является обеспечиваемый запас чувствительности по активности обнаруживаемых источников излучения.

Чувствительность РМ определяется следующими параметрами:

  • конструктивными особенностями;
  • характеристиками блоков детектирования (БД) и их количеством;
  • алгоритмами обработки информации;
  • характеристиками обнаруживаемых РМ и РВ;
  • особенностями контролируемого объекта;
  • условиями функционирования РМ и тактическими особенностями процедур контроля.

Очевидно, что наибольший вклад в повышение чувствительности РМ и равномерности зоны контроля может внести только применение или большего количества БД, или БД с большим объемом сцинтиллятора, или создание БД, работающих на совершенно новых принципах. Вместе с тем вклад конструктивных, алгоритмических и организационно-технических решений, заложенных в РМ и реализуемых посредством АСФЗ, также является существенным.

Из всего многообразия БД в РМ применяются БД только сцинтилля-ционного типа. В свою очередь они разделяются на БД счетного типа и спектрометрические.

БД счетного типа хорошо известны и применяются в РМ с самого начала появления такого класса устройств. Спектрометрические БД первоначально применялись только для лабораторных измерений и в РМ стали использоваться отдельными производителями лишь в последние годы.

Номенклатура выпускаемых РМ со спектрометрическими БД год от года расширяется - в основном пока за счет использования в транспортных мониторах. Данное явление объясняется необходимостью оперативного расследования фактов ложного срабатывания, вызванных присутствием в перевозимых грузах естественных (природных) радионуклидов, а также возможностью более полного учета отмечаемой фоновой депрессии (экранирования), обуславливающей существенный разброс измеряемых значений гамма-фона при проезде автотранспорта. Пример визуализации фоновой депрессии при проезде большегрузного транспортного средства приведен на рис. 3.

В настоящее время наибольший интерес представляют РМ, интегрированные в состав шлюзовых пропускных устройств, которые обеспечивают полную автоматизацию сравнительно длительной процедуры принудительного обнаружения РВ у людей, так как реализуемая технология контроля прохода предусматривает в обязательном порядке временное блокирование проходящих лиц в зоне контроля. Адаптируя рабочие характеристики по порогу обнаружения и времени контроля, в РМ указанного типа можно получить уникальные тактико-технические и экономические преимущества по сравнению с портальными (арочными) мониторами. Опыт эксплуатации автоматических ПУ шлюзового типа, интегрированных с РМ, на объектах Росатома показывает, что информация, накапливаемая системой по каждой процедуре радиационного контроля, является востребованной службами радиационной безопасности объектов, так как при определенной обработке позволяет контролировать и потенциально обеспечивать соблюдение Федерального закона "О радиационной безопасности населения" № 3-ФЗ от 09.01.96 г., статья 22: "Граждане РФ, иностранные граждане и лица без гражданства, проживающие на территории РФ, имеют право на радиационную безопасность. Это право обеспечивается за счет проведения комплекса мероприятий по предотвращению радиационного воздействия на организм человека ионизирующего излучения выше установленных норм, правил и нормативов".

Указанная особенность РМ, интегрированных в состав шлюзовых пропускных устройств, позволяет в настоящее время активизировать работы по совмещению функций обнаружения РВ с дозиметрическим контролем проходящих лиц, а также определить последующие шаги по совершенствованию самих АСФЗ в данном направлении.

Следует отметить, что функции дозиметрического контроля в СКУД не направлены на исключение необходимости организации самих пунктов дозиметрического контроля на объекте и применяются в первую очередь для расширения функциональных возможностей, полноты и объективности указанных в федеральном законе комплексных мероприятий. Это достигается посредством информационной инфраструктуры АСФЗ, принудительным характером контроля всех лиц, применением радиационных детекторов и персонализацией измеряемых параметров.

Внимания заслуживает и тот факт, что ПУ, установленные во внутренних зонах объекта, могут обеспечить проведение дозиметрических процедур контроля у персонала, относящегося к различным категориям, проходящего в спецодежде со следами технологического загрязнения.

Все вышесказанное позволяет заключить, что развитие РМ в направлении дополнения традиционных возможностей обнаружения функциями дозиметрического контроля спектрометрического типа является актуальной задачей. Следует также отметить то, что спектрометрический обнаружитель позволит существенно улучшить показатели чувствительности РМ по обнаруживаемым нуклидам, так как одновременно с обнаружением даст возможность идентифицировать тип запрещенного к проносу вещества.

Опубликовано: Каталог "СКУД. Антитерроризм"-2010
Посещений: 8340


  Автор
 

Борисов К. Е.

Зам. главного конструктора компании "ЭЛЕРОН"

Всего статей:  1


  Автор
 

Попов М. Н.

Начальник отделения ФГУП "СНПО "Элерон"

Всего статей:  11


  Автор
 

Логунов Е. К.

Главный специалист компании" ЭЛЕРОН"

Всего статей:  1

В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций