Применение гамма-локатора при выводе ЯРОО из эксплуатации

24 марта 2011
Дистанционно-управляемая система "Гамма-локатор"

Проведение работ в условиях сильного радиационного воздействия зачастую затрудняется отсутствием точных данных о местонахождении радиоактивных источников и их изотопном составе. Для решения этой проблемы в Инженерно-техническом и учебном центре робототехники (ИТУЦР) разработана дистанционно-управляемая система «Гамма-локатор», которая позволяет на расстоянии обнаруживать источники, измерять активность и одновременно идентифицировать их по изотопному составу.

Главной задачей ИТУЦР является разработка технологий и оборудования для ликвидации последствий радиационных инцидентов, которые можно эффективно использовать при проведении радиационной разведки, выводе из эксплуатации и дезактивации ядерных и радиационно-опасных объектов.

Прототип гамма-локатора появился в мае 1986 года. В процессе создания биозащищеной машины ИМР-2Д для ликвидации последствий чернобыльской аварии возникла необходимость снижения мощности γ-излучения с 2000 Р/ч до уровней, приемлемых для проведения строительных работ. Установленный на ИМР-2Д коллимированный датчик позволил оперативно определять местоположение высокоактивных источников, которые затем помещали в специальные контейнеры и отправляли на захоронение.

Основываясь на опыте проведения аварийных работ, специалисты ИТУЦР создали мобильный робототехнический комплекс радиационной разведки РТК-РД, в состав которого вошел гамма-локатор ГЛ-2.

В 1996 году в рамках работ по программе «TACIS» совместно со специалистами Франции и Ирландии на Смоленской АЭС были проведены испытания ГЛ-3. В процессе учений реальный источник радиоактивного излучения был обнаружен при помощи этого локатора и изолирован стенкой из свинцовых кирпичей, собранной манипулятором робота-разведчика. Это позволило успешно выполнить программу учений, снизив радиационный фон в помещении в сотни раз без создания дозовых нагрузок на персонал, занятый в ликвидации радиационного инцидента.

С 1996 года гамма-локатор был существенно модернизирован. Выпускаемая в настоящее время модель ГЛ-4, в отличие от предшествующих, дает возможность установить изотопный состав источника. За счет изменения апертуры и применения устройств люфтовыбирания в механизмах ротации и качания интегрального датчика достигается повышенная точность определения местоположения источника.

Дистанционно-управляемая система «Гамма-локатор»

Эта система, первый вариант которой был создан в 1995 году, позволяет проводить измерение радиоактивности отдельных участков в среде фонового γ-излучения.

В ее состав входят исполнительное устройство, пост управления и линия связи. Исполнительное устройство включает в себя двухкооринатный механизм наведения и интегральный датчик, состоящий из коллимированного детектора для регистрации излучения радиоактивных изотопов с заданного направления, изотропного датчика мощности экспозиционной дозы, дальномера и радиационно-стойкой телекамеры. Исполнительным устройством можно управлять как по радиоканалу, так и по кабелю.

Радиационная разведка осуществляется путем сканирования исследуемой зоны (для этого интегральный датчик поворачивают на заданный угол в вертикальной и горизонтальной плоскостях). На основании замеренных параметров гамма-локатор производит вычисление значений мощности дозы, активности и плотности активности в исследуемых точках, а также прямой замер мощности γ-излучения в месте нахождения исполнительного устройства.

В процессе обследования объекта производится замер расстояния от исполнительного устройства до наблюдаемых предметов и с помощью специального программного обеспечения определяется изотопный состав источников γ-излучения. По окончании сканирования оператор получает изображение исследуемой зоны с наложенными на него маркерами точками замера, цвет которых соответствует определенному уровню активности.

Отличительными особенностями данной системы является ее автономность и мобильность. Все оборудование транспортируется в специальных контейнерах, может быть быстро развернуто на месте проведения работ. Возможно проведение радиационной разведки объекта без подключения к стационарной электросети.

Исполнительное устройство гамма-локатора может устанавливаться на подвижный аппарат любого робототехнического комплекса (РТК) соответствующей грузоподъемности, а также на такие средства доставки, как телескопический подъемник, крановая подвеска, транспортная платформа на вакуумных присосках и т.д. Таким образом, с помощью этого устройства возможно проведение радиационной разведки в труднодоступных местах без присутствия человека в зоне опасного радиационного воздействия.

Сфера применения гамма-локатора

Примером успешного применения гамма-локатора могут служить работы, проведенные в 2001 году на объектах лаборатории INEEL (США).

При обследовании загрязненных помещений лаборатории гамма-локатором были точно определены все ранее известные «горячие точки», а также выявлено несколько более слабых очагов загрязнения, которые не были обнаружены предыдущими исследованиями. Во время проведения этих работ в качестве средства доставки исполнительного устройства локатора в радиоактивную зону использовался робот, имеющийся в распоряжении лаборатории INEEL. Благодаря автономности и мобильности гамма-локатора проблем с его адаптацией к новому РТК не возникло.

Использование гамма-локатора может принести большую пользу при выводе из эксплуатации аварийных объектов – таких, например, как Грозненский химкомбинат, где в результате действий вандалов источники оказались разбросаны внутри здания, их расположение и общее количество перед началом работ были неизвестны.


Расположение зон с повышенной активностью

Одним из важных этапов вывода объектов из эксплуатации является дезактивация загрязненных помещений. Разработка и совершенствование гамма-локатора позволили по-новому подойти к созданию роботизированных технологий дезактивации радиоактивных просыпей и проливов радиоактивных жидкостей. Используя данные, полученные с помощью гамма-локатора, можно весьма существенно снизить радиационный фон, ликвидировав в первую очередь наиболее опасные «горячие точки». Дезактивирующие захваты, которые собирают высокоактивные загрязнения при помощи клейкой полимерной композиции, можно уложить манипулятором РТК непосредственно на просыпь с высокой точностью, используя данные полученные с помощью гамма-локатора. Информация об изотопном составе загрязнения позволит применять те полимерные композиции, которые наиболее эффективны для дезактивации данного вида загрязнений, с учетом внешних условий и типа очищаемой поверхности.

Известно, что для некоторых хранилищ твердых радиоактивных отходов нет точных данных об изотопном составе ТРО и изменениях, произошедших с ними за долгие годы хранения. Применение гамма-локатора для обследования таких хранилищ позволит получить необходимую информацию для принятия оптимальных решений по обращению с отходами.
Наконец, нельзя не упомянуть и о необходимости разделения отходов перед переработкой, как по уровню активности, так и по изотопному составу. При решении этой задачи трудно переоценить ценность информации, которую можно получить с помощью гамма-локатора.

Применение дистанционно-управляемого оборудования при осуществлении операций в условиях высокого уровня радиации позволит исключить присутствие человека в зоне проведения работ и существенно снизить дозовые нагрузки на персонал.

ФИЛИАЛ ФГУП АТЦ СПБ ИТУЦР
127410, Москва, ул. Поморская, д. 48, тел./факс: 8 (495) 401-65-86, E-mail: v.krusanov@zebra.ru