РБ-053-10 Положение о повышении точности прогностических оценок радиационных характеристик радиоактивного загрязнения окружающей среды и дозовых нагрузок на персонал и население

Приложение N 2
к Положению о повышении точности
прогностических оценок радиационных
характеристик радиоактивного загрязнения
окружающей среды и дозовых нагрузок на
персонал и население, утвержденному приказом Федеральной службы
по экологическому, технологическому
и атомному надзору

Критерии, отвечающие условиям размещения постов радиационного контроля на промплощадке и в СЗЗ ОИАЭ

1. Экологические критерии

Построение систем контроля радиационной безопасности АС и других радиационно-опасных предприятий атомной промышленности, как правило, базируется на какой-либо концепции. В любой концепции построения такого рода систем лежит принцип измерения параметров радиоактивного загрязнения, основанный на выборе датчиков, измеряющих те или иные характеристики примеси - непосредственно ее концентрацию (аспирационными датчиками [1]) или мощность дозы фотонного излучения [2], количество датчиков и способ их размещения вокруг объекта. Продолжительность периода осреднения уровней загрязнения определяет и способ размещения датчиков вокруг АС - в направлении наиболее вероятных распространений выбросов. Последние находим, исходя из розы ветров, составляемой по метеонаблюдениям в течение года [3, 4]. Подобные системы хорошо себя зарекомендовали именно для анализа уровней загрязнения при штатной работе АС, но, как отмечается в работах [1, 2, 5], имеют существенный недостаток, поскольку вся информация о радиационной обстановке относится к прошедшему времени, что совершенно недопустимо при аварийных ситуациях. Следует также отметить, что сезонные розы ветров могут отличаться от годовых, а потому наиболее вероятное направление распространения выбросов с АС может меняться в пространстве и времени. Устранение последнего недостатка, а также стремление восстановления необходимой точности поля концентраций радиоактивных веществ в атмосфере и на местности по показаниям датчиков, расположенных на местности, требует большого количества датчиков, число которых растет с уменьшением погрешности восстанавливаемого поля концентраций [6]. Например, если считать распределение концентрации радионуклида вблизи поверхности земли в виде гауссовой функции , где - значение концентрации в центре облака (=0, =0); - дисперсия распределения, то для воспроизведения функции  с допустимой погрешностью =50% необходимо иметь 70 точек измерения, а при =30% - уже 200 точек [7]. Если учесть, что для каждого измерительного прибора необходимы линии связи, обслуживание, т.е. специальный персонал, требующий, в свою очередь, социальных затрат и т.д., нетрудно убедиться, что системы контроля, построенные по такому принципу, достаточно дорогостоящи и малоэффективны в случае аварийных ситуаций, т.к. не могут работать в режиме реального времени.

2. Экономические критерии

С целью оптимального использования экспериментальных данных в последние годы была выдвинута идея сочетания измерительного и модельного мониторинга в единую систему таким образом, чтобы достоинства одного компенсировали недостатки другого [8]. Такого типа система должна обеспечивать непрерывный процесс адаптации модели распространения радиационного загрязнения среды к конкретным изменяющимся условиям по результатам фактических измерений на местности, что, в свою очередь, требует повышенной точности измерений. Повышение точности измерений возможно за счет снижения влияния внешнего и накапливающегося в точках контроля фона, исключения систематических ошибок, учета и автоматической компенсации нелинейности детекторов [9]. Важными факторами разработки систем являются экономические составляющие их создания и эксплуатации. Стоимость системы во многом определяется ценой комплектующих изделий, линий связи, монтажа и пусконаладочных работ. Повышение требований надежности, точности измерений (особенно в реальном масштабе времени), и быстродействия, расширение функций вместе с экономическими составляющими определяют требования и критерии при построении современных систем. Решение этих задач связано с определенными затратами, поэтому ведется поиск оптимального варианта их решения. Одним из наиболее важных параметров системы контроля является количество телеметрических систем, так как датчики, устанавливаемые на этих системах, дают непосредственно информацию о радиоактивном загрязнении окружающей среды и, кроме того, за счет своего количества, линий связи и необходимого технического обслуживания оказывают существенное влияние на стоимость системы в целом.

3. Физическо-технические критерии

Оценка радиоактивного загрязнения окружающей среды сводится к оценке загрязнения воздушного бассейна и подстилающей поверхности в направлении выброса, которые, в свою очередь, определяются величиной объемной активности радиоактивной примеси в воздухе, поверхностной активностью подстилающей поверхности при выпадении на нее радиоактивной примеси, а также мощностью дозы внешнего облучения и дозы при ингаляции в загрязненном районе. Если радионуклидный состав радиоактивной примеси известен хотя бы приблизительно (например, он может задаваться в рамках технологического регламента на АС или согласно критерию уровней аварии [7]), то использование датчиков мощности дозы внешнего облучения сети постов АСКРО, размещаемых на промплощадке АС, в СЗЗ и ЗН, позволяет уточнить величину мощности выброса и таким образом оценить масштабы радиоактивного загрязнения среды. Однако в этом случае к размещению датчиков АСКРО на промплощадке и в СЗЗ предъявляют определенные требования, заключающиеся в том, чтобы датчики располагались равномерно по азимуту, но на различных расстояниях от источника выбросов. Эти требования и определяют физические критерии, а также принцип размещения датчиков АСКРО в указанной области АС.

4. Демографический принцип размещения постов контроля АСКРО

При демографическом принципе размещения, фактически определенном Постановлением Правительства N 763 [10], посты АСКРО устанавливаются в крупных населённых пунктах ЗН АС. Причем вопрос экономической целесообразности способа их размещения тесно связан с технической надежностью системы в целом. Анализ районов размещения АС (так называемых ситуационных планов) показывает, что такая сеть постов не может обеспечить надежную регистрацию аварийного выброса, поскольку при некоторых направлениях ветра его факел минует посты контроля. Повышение надежности за счет установки дополнительных постов приведет к резкому удорожанию АСКРО. К тому же, построенная по демографическому принципу, система способна только фиксировать ситуацию, тогда как на нее возлагаются еще и задачи прогнозирования распространения радиоактивного загрязнения, а также формирование обобщенной информации, необходимой для принятия решений о защите населения в случае аварии на АС. Единственным положительным моментом при подобном размещении постов АСКРО является социальная значимость системы оповещения - табло в населенных пунктах. Однако, используя традиционные средства связи, например местную радиотрансляционную сеть, такого же эффекта можно добиться значительно дешевле. Это означает, что демографический принцип размещения постов АСКРО в регионе АС не всегда пригоден и поэтому не может быть рекомендован для повсеместного применения.

5. Противоречия между экологическими и экономическими принципами размещения постов контроля АСКРО

Экологические и экономические принципы, следуя которым необходимо размещать датчики вокруг АС, вступают в явное противоречие. Решение проблемы достигается за счет использования принципа так называемого гибридного мониторинга [8, 11-13], в котором данные математического прогнозирования корректируются с учетом показаний постов АСКРО. В России удалось найти оптимальное решение задачи с учетом экологических, экономических и демографических требований, предъявляемых к подобным системам [14]. На эту разработку был получен патент, закрепляющий приоритет России в этой области [15]. Оптимизация решения сводится к определению количества постов контроля (датчиков мощности дозы -излучения), расположенных по правилу, согласно которому облако радиоактивной примеси, возникающее в результате аварии на АС, обязательно будет зарегистрировано хотя бы одним из них. Эта разработка получила поддержку в рамках международного сотрудничества при создании эскизного проекта, в частности, и для АСКРО Нововоронежской АС, что позволило в дальнейшем применить ее на Калининской, Балаковской и Ростовской АЭС.

Список литературы к Приложению N 2

1. Бондарев А.А., Дибобес М.К., Пюскюлян К.И. Об оценке радиационной обстановки в районе расположения АЭС при неконтролируемом поступлении радионуклидов во внешнюю среду. Атомная энергия т.60, вып.2, 1986, с.138-139.

2. Лайхтман Д.Л., Мелкая И.Ю. О расчете турбулентных потоков по градиентным измерениям. Труды Ленинградского гидрометеорологического института. Некоторые вопросы физики пограничных слоев атмосферы и моря. 1970. Вып.40, с.64-73.

3. Седов Л.И. Методы размерности и подобия в механике. М.: Наука, 1987, 430 с.

4. ГОСТ 8.361-79. Расход жидкости и газа. Методика выполнения измерений по скорости в одной точке сечения трубы. М.: Изд-во "Стандарт", 1985, 23 с.

5. Волков Э.П., Глущенко A.M., Дурнев В.Н. и др. О создании автоматизированных систем радиационного контроля внешней среды на АЭС. Атомная энергия, т.57, вып.I, 1984,  с.32-34.

6. Теверовский Е.Н., Дмитриев А.С., Кирдин Г.С. Автоматизированные системы прогнозирования и контроля загрязнения атмосферы при разовых выбросах из ЯЭУ, М.: Энергоатомиздат, 1983, 136 с.

7. Международная шкала ядерных событий (ИНЕС). Руководство для пользователей ИНЕС.  МАГАТЭ: Вена (Австрия), 1991.

8. Еремеев М.С., Еременко В.А., Жернов B.C. и др. Гибридный мониторинг радиационной обстановки перспективный подход к оперативному контролю и прогнозированию радиационных загрязнений среды выбросами и сбросами АЭС.  Атомная энергия, т.59, вып.5, 1985, с.370-372.

9. Денисов А.А., Жернов B.C., Крашенинников М.С., Матвеев В.В., Рыжов Н.В., Скаткин В.М. Система радиационного контроля АЭС с распределённой структурой на микропроцессорах. Атомная Энергия, т.53, вып.3, 1982, с.131-138.

10. Постановление Правительства РФ от 15.10.92 N 763. Система территориального радиационного контроля - СТРК.