24 июля 2008

Интеллект на службе безопасности

Atomic-Energy.ru
Радиометрические измерения образцов Радиометрические измерения образцов Радиометрические измерения образцов

Исследования и опытно-технологические разработки ученых ГУП МосНПО «Радон» характеризуются высоким научно-техническим уровнем и имеют большое научное и практическое значение.

В 1962 году «Радон» получил статус оборонного объекта научно-технического профиля. Это время можно считать началом развития науки на предприятии.
В те далекие времена она базировалась, в основном, на знаниях и энтузиазме талантливых и увлеченных специалистов, уже имеющих опыт практической работы на объектах Минсредмаша.
Однако дело, которым был призван заниматься «Радон», было новым. Поэтому все технологии переработки и хранения РАО ученым пришлось создавать практически с нуля. Тогда это было главной стратегической целью развивающегося предприятия.
У истоков современных научных разработок стояли геофизики и технологи И.А. Соболев, Л.М. Хомчик, Н.А.Мухин, Ю.М.Баженов. Их идеи в дальнейшем реализовывались уже «своими» учеными: С.А. Дмитриевым, А.С.Бариновым, Е.М.Тимофеевым, Ф.А.Лифановым, В.И.Пантелеевым, А.С.Волковым и многими другими.
Крупным научно-техническим достижением того периода стали технологии битумирования и цементирования жидких радиоактивных отходов. Первая предполагает включение радионуклидов в битумный компаунд. Она была реализована на одном из первых в мире опытно-промышленном битуматоре. Вторая основана на комплексном  методе включения ЖРО в цементный массив.
Кроме того, были проведены первые исследования по разработке и созданию высокотемпературных процессов иммобилизации РАО.
Поворотным моментом в научной деятельности предприятия стала чернобыльская  трагедия, которая дала толчок стремительному развитию радиационно-экологического направления.
Под руководством О.Г.Польского ученые и специалисты И.П.Коренков, Ю.И.Бобков, В.В.Вербов, О.Б.Шанин, В.Ф.Кириллов разработали и реализовали целый ряд методик формирования комплексной системы радиоэкологического мониторинга Москвы. Эффективность применяемых способов наблюдений за состоянием окружающей среды подтверждается многолетними исследованиями. Данные методы позволяют фиксировать изменения в пространственном и временном распределении радиационных параметров объектов внешней среды, выявлять территории с аномальными значениями и контролировать радиационную обстановку в городе.

С 1986 года на ГУП МосНПО «Радон» функционирует Научно-технический совет, в состав которого входят ученые и специалисты Российской академии наук, Росатома и других ведущих организаций. Работают также Диссертационный совет и аспирантура.

С 1987 по 1989 годы на ГУП МосНПО «Радон» была разработана и введена в эксплуатацию уникальная система учета закрытых источников ионизирующего излучения (ИИИ). (Возглавил это научное направление А.А.Козлов, сейчас исполняющий обязанности директора регионального информационно-аналитического центра).
В ее основе лежит комплексный метод замкнутого цикла учета и контроля радионуклидных источников от момента их изготовления и до захоронения в специальных емкостях. Для организации такого контроля специалисты ГУП МосНПО «Радон» использовали информационную систему В/О «Изотоп», а также разработали регламент обмена информацией с московской санэпидслужбой. И только после десяти лет активной эксплуатации системы учета ИИИ была осуществлена ее крупномасштабная интеграция в единую систему государственного учета и контроля радиоактивных веществ и отходов. Таким образом, благодаря интенсивному внедрению информационных технологий работа получила свое логическое завершение.
В начале 90-х годов, в связи с  резко изменившимися требованиями к обращению с РАО, перед ГУП МосНПО «Радон» была поставлена задача — перейти от технологий захоронения к длительному контролируемому хранению радиоактивных отходов. Таким образом, речь шла об обеспечении безопасности в течение точно установленного срока, определяемого системой инженерных барьеров. В связи с этим научный коллектив начинает заниматься изучением свойств и характеристик материалов хранилищ; емкостей, в которых размещаются кондиционированные РАО; матричных материалов, иммобилизующих радионуклиды в упаковочном комплекте, и стабилизирующих — размещаемых между упаковочными комплектами.
Для целенаправленного решения проблемы длительного контролируемого хранения радиоактивных отходов на ГУП МосНПО «Радон» создается Научно-исследовательский центр геоэкологии и реабилитации территорий (НИЦ ГРТ). Исследования в данном направлении позволили коллективу Центра реализовать новый подход к устройству временных хранилищ РАО. В результате, был создан тип хранилища в виде вертикальной скважины большого диаметра глубиной порядка 40 метров. Эта технология позволяет гораздо эффективнее использовать площади  ПХРО для долговременного размещения отходов.
Следующим шагом перехода к системе длительного хранения РАО стало создание приповерхностных хранилищ нового типа «наземный бункер» (см. стр. 41).
ГУП МосНПО «Радон» всегда принимал самое активное участие в работах по выводу из эксплуатации объектов использования атомной энергии в Московском регионе. Для решения этой задачи, в рамках программы «TACИC», ученые Московского «Радона» создали концептуальный проект наземного хранилища, которое можно использовать как для хранения, так и для захоронения РАО. Работы велись совместно со специалистами ГСПИ, а также зарубежных стран: Бельгии, Франции, Англии.
Практически одновременно разрабатывалась конст­рукция многофункционального консервирующего покрытия, а также математические модели и программное обеспечение оценки безопасности, как отдельного сооружения, так и всего полигона размещения могильников (MASCOT и МОР). Данное программное обеспечение помогло ГУП МосНПО «Радон» совместно с ГНЦ «Институт биофизики» оценить безопасность всех хранилищ пром­площадки.
Одна из наиболее актуальных проблем сегодняшнего дня — продление срока эксплуатации хранилищ РАО. И без наличия надежной методической базы ее не решить. Этими вопросами занимаются не только отдельные страны, в том числе и Россия, но и международные организации, например, такие, как МАГАТЭ. Дело в том, что система «захоронение»— хранение радиоактивных отходов» включает в себя не только инженерные сооружения, долговечность которых определяется по существующим методикам, но и вмещающие породы, защитные свойства которых зависят от множества факторов и не могут быть проверены подобным образом. Поэтому решить задачу можно, лишь предварительно оценив рассматриваемый объект с точки зрения безопасности. Недавно ученые ГУП МосНПО «Радон» завершили работу над международным проектом МАГАТЭ по определению величины предельной активности РАО в приповерхностных хранилищах.
Для руководства ГУП МосНПО «Радон» всегда был важен комплексный подход к формированию системы обращения с радиоактивными отходами. И современем стало очевидно, что без создания современной аналитической базы, позволяющей оперативно и точно проводить массовые радиометрические, спектрометрические и радиохимические измерения радиоактивности технологических образцов и проб окружающей среды, работать, в принципе, невозможно. Необходимо было не только оснастить лаборатории электронно-физической аппаратурой, но и разработать новые методики измерений, применяя высокочувствительные и эффективные способы регистрации и определения радионуклидов. С этой целью на предприятии был создан Центр информационных процессов и технологий.
В основу организации новой схемы аналитических исследований положен разработанный сотрудниками Центра уникальный метод жидкосцинтилляционной спектрометрии. Он позволяет идентифицировать радионуклиды в составе сложных многокомпонентных сред со стопроцентной эффективностью регистрации.
Новая схема радиоаналитических измерений органично вписалась в единую геоинформационную систему радиоэкологического мониторинга. 
За время существования предприятия сотрудниками ГУП МосНПО «Радон»  разработаны и внедрены оригинальные программные комплексы, автоматизированы рабочие места специалистов в области экологии, измерений, математической обработки большого объема радиоэкологических данных. Огромная заслуга в решении этих  научных проблем принадлежит В.Ю.Зубову, Л.Ф.Вербовой, А.В.Маркелову, Н.В.Минеевой.
Кроме работ, связанных с организацией стационарных лабораторных исследований радиоактивности компонентов природной среды, ученые думали над тем, как сделать процесс измерений радиационного фона на территории Москвы и в зоне Научно-производственного комплекса ГУП МосНПО «Радон» непрерывным. В результате исследовательской деятельности Ю.Н.Зубкова, Л.М.Проказовой, А.А.Денисова была создана и введена в эксплуатацию автоматизированная система контроля радиационной обстановки (МАСКРО).

Центр эколого-географических разработок (ЦЭГР) ГУП МосНПО «Радон» вырос из лаборатории №12, которую создали на предприятии в начале 80-х годов для научно-методического сопровождения радиационного контроля объектов окружающей среды.
Основное достижение коллектива лаборатории — создание нового научного направления: биоиндикация радиоактивного загрязнения окружающей среды.
Cегодня ЦЭГР возглавляет д.г.н., профессор А. В. Маркелов.
Главная задача подразделения — разработка геоинформационных технологий радиоэкологической безопасности на основе биоиндикации. Выявить все аспекты воздействия радиации на природные системы и организовать противостояние биоты радиационному фактору — по сути, и есть конечная цель научно-технических разработок ЦЭГР.
К настоящему времени специалисты Центра завершили ряд важных проектов. Проведены радиоэкологические съемки территории Москвы с целью выявления ее биопотенциала и расчета радиоэкологической емкости, а также измерения уровней доз и содержания радионуклидов в природных объектах. Создана компьютерная система диагностики экологического состояния территорий, которая позволяет оценить экологические параметры любой местности в пределах лесной и степной зон, а также города.
В Центре также апробирована собственная система прогнозирования содержания радионуклидов и десяти тяжелых металлов в почве и растениях без отбора проб и выполнения измерений. Прогноз выполняется исключительно на основе визуального определения числа и обилия видов растений. Эта система содержит базы данных о состоянии объектов в определенных диапазонах природных факторов и функционирует в режиме реального времени.
Сотрудники ЦЭГР имеют 8 патентов на изобретения в области радиационного мониторинга экосистем на основе биоиндикации.
Центр разрабатывает научные основы для эколого-географических нормативов природопользования при обращении с радиоактивными отходами в разных ландшафтно-климатических природных зонах, создает научно-практические основы обеспечения экологической безопасности средствами интеграции высоких компьютерных и ГИС/GPS-технологий. Здесь совершенствуют средства защиты хозяйст­венных объектов и населения с учетом риска природных и техногенных катастроф.

Центр информационных процессов и технологий (ЦИПиТ) был создан в 1995 году. (Сегодня его возглавляет д.т.н. В. А. Тихомиров). Большой научный вклад в работу Центра внесли специалисты в области ядерной физики и радиохимии А. И. Соболев, В. А. Тихомиров, И. А. Ка­ши­рин, С. В. Малиновский, А. И. Ермаков.
Одно из основных направлений деятельности ЦИПиТ — сбор и обработка аналитической информации, поступающей от различных подразделений ГУП МосНПО «Радон», построение на ее основе математических моделей и формирование баз данных.
Основным тематическим направлением является создание единой геоинформационной системы предприятия. В перспективе на базе Центра информационных процессов и технологий планируется создать информационно-аналитическую систему радиоэкологического мониторинга. Она позволит формировать и быстро получать самую полную информацию о радиационной ситуации в Московском регионе.
Специалисты Центра информационных процессов и технологий анализируют все пробы воды, грунта, растительности, атмосферного воздуха и осадков, отбираемые сотрудниками «Радона» на территории Москвы, — за год их больше тысячи. Центр оснащен современным сверхточным оборудованием. Только здесь выполняют значимые анализы, остальные подразделения «Радона», в основном, проводят оценочные исследования, устанавливая, больше или меньше оценочного уровня радиоактивность исследуемой пробы.

В настоящее время ЦИПиТ является участником международной сети АЛМЕРА, организованной МАГАТЭ для координации работ в области качества измерений  радиоактивности окружающей среды.  Она насчитывает более 50 лабораторий из 37 стран мира. Основной критерий отбора в это престижное научное сообщество — качество проведения аналитических работ.  Сотрудники Центра успешно прошли все тесты на проверку профессионального мастерст­ва, которые готовит специальная служба контроля качества измерений при МАГАТЭ. До сегодняшнего дня такие высокие результаты не демонст­рировало ни одно другое научное подразделение страны.