НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК

На модерации Отложенный

 

ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ 
ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК 
В УСЛОВИЯХ СМЕШАННЫХ ПОЛЕЙ РАДИОАКТИВНЫХ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И ИСПОЛНЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ ДЕЙСТВУЮЩИХ В РФ САНИТАРНЫХ ПРАВИЛ И НОРМ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ ОПЕРАЦИОННЫХ ЕДИНИЦ ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

 

Ю.Н. Тарасенко, Д.Т. Горбенко

 

Рассматриваются проблемы обеспечения единства измерений дозовых нагрузок разнотипными измерителями дозы в условиях смешанных полей радиоактивных ионизирующих излучений, а также практического внедрения операционных дозиметрических единиц величии, введенных НРБ-99 и ОСПОРБ-99 и некоторые возможные способы их решения.

 

25 лет назад ночью в 1 час 23 минуты 58 секунд 26 апреля 1986 года ценой «неимоверных усилий» руководства и дежурной смены 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) был осуществлен ядерный взрыв реактора типа РБМК-1000. При этом выброс радиоактивных продуктов был сопоставим с выбросом от взрыва ядерного боеприпаса мощностью порядка 1 мегатонны в тротиловом эквиваленте.

Для определения дозовых нагрузок от радиоактивного излучения, созданного радионуклидами, выброшенными в окружающую среду, после аварии на место была направлена специальная группа военных специалистов в области дозиметрии радиоактивных излучений, которые проводили измерения дозовых нагрузок как в непосредственной близости от развала 4-го энергоблока, так и в различных точках радиоактивно зараженной местности в 30-километровой зоне ЧАЭС в июле-августе 1986 года (см. рис.1).

 

Для измерений использовались измерители мощности дозы гамма-излучения, а также дозиметры гамма-излучения, размещаемые с помощью марлевых сменных повязок на манекенах, получивших условное наименование «Тимоха», изготовленных из папье-маше и залитых внутри парафином (см. рис.2), и заполняемых водой кубических фантомах из оргстекла (размерами 320х320х320мм, см. рис.3).

 

В результате измерений выявилось расхождение показаний разнотипных дозиметров как отечественного, так и зарубежного (в том числе, и американского) производства с 1976 по 1985 годов выпуска, которое доходило до 200 раз! Сравнительные характеристики зависимости показаний разнотипных измерителей дозы приведены на рис.4.

 

Там же нанесены границы дозовых нагрузок на критические органы человека и эффективные радиационные толщины основных средств измерений. На основании сравнения полученных результатов измерений и представленных на рис.4 характеристик были получены оценки дозовых нагрузок на критические органы по значениям самого широко распространенного  измерителя мощности дозы ДП-5В, а также определены средства измерений, позволяющие непосредственно определить дозовые нагрузки. Так доза для красного костного мозга (по дозиметрам в водном фантоме на глубине 5 г/см2) составляет 0,6 ÷ 0,8 , доза на хрусталик глаза – 2 ÷ 3, доза на гонады – 3 ÷ 7, на кожу – 12 ÷ 300 единиц от показаний ДП-5В (если принять за единицу показания ДП-5В).

Полученные в полевых условиях (в зоне радиоактивного заражения Чернобыльской АЭС) результаты были подтверждены результатами исследований, выполненных в стационарных лабораторных условиях на вторичных эталонах ионизирующих излучений (наивысших по уровню точности после соответствующих национальных государственных эталонов). Исследования позволили выявить и причины такого колоссального расхождения показаний разнотипных средств измерений.

Указанное расхождение связано с такой, ненормируемой до сих пор(!) характеристикой дозиметров, как эквивалентная радиационная толщина «стенок дозиметра» (ЭРТ), которая различается для дозиметров разного типа и конструктивного исполнения, а также зависит от спектральных энергетических характеристик радиоактивного излучения.

Прошло ровно 25 лет. Однако, положение не изменилось и по сей день!

До сих пор, невозможно обеспечить одинаковые показания в одной точке от дозиметров различных типов и конструктивного исполнения, а, значит, нельзя говорить о «единстве измерений для средств измерений экспозиционной дозы и ее мощности» того или иного вида ионизирующего излучения в условиях воздействия смешанного радиоактивного излучения, когда одновременно действуют не только гамма-излучения широкого спектра, но и излучения альфа-, бета-частиц и нейтронов. И дело здесь совсем не в том, что в этом направлении ничего не сделано! Напротив, по результатам проведенных 25 лет назад исследований уже давно выработаны научные и практические рекомендации, в соответствии с которыми уже разработаны и даже приняты(!) соответствующие нормативные документы – но на практике положения этих документов не применяются. Например:

1.       Уже такая упомянутая выше физическая величина, как «эквивалентная радиационная толщина» «стенок дозиметра» до сих пор не внедрена на практике.

2.       Помимо этого, уже более 20 лет назад предложено введение такой дозовой величины, как «полевая поглощенная доза ионизирующих излучений», которая определяется в центре шара, радиус которого эквивалентен толщине 1 г/см3 мягкой биологической ткани, соответствующей ГОСТ 18622-79. (На практике – это всего лишь шар, радиусом в 10 мм, из органического материала, близкого по составу и своей способности ослаблять ионизирующие излучения к мягким тканям человеческого организма). Применение данной дозовой величины является одной из эффективных мер по обеспечению единства измерений в условиях воздействия смешанных радиоактивных излучений. Однако, применение «полевой поглощенной дозы ионизирующих излучений» также не нашло до сих пор практического применения.

 

В результате, современные измерения радиоактивных дозовых нагрузок до сих пор выполняются «по-старинке».

Во-первых, как уже отмечалось выше, при выполнении измерений дозовых нагрузок в условиях смешанного радиоактивного излучения все еще продолжают использоваться методики выполнения измерений, не учитывающие совместное воздействие разнородных видов радиации.

Во-вторых, для выполнения измерений, в большинстве случаев, все еще применяются средства измерений (основная масса которых применялась еще тогда – 25 лет назад), техническая документация на производство и эксплуатацию которых была разработана без учета описанной проблемы обеспечения единства измерений дозовых нагрузок в условиях смешанных полей радиоактивных ионизирующих излучений. Так, например, при производстве подобных дозиметрических средств измерений в технических заданиях (ТЗ) на их разработку и технических условиях (ТУ) на их производство и приемку отсутствуют требования проверки по полевой поглощенной дозе. Соответственно, при проведении государственных приемочных испытаний и испытаниях для целей утверждения типа данных средств измерений – эти требования не проверялись!

В-третьих, подобная ситуация (с отсутствием регламентации и практической реализации требований учитывать влияние смешанных полей радиоактивных ионизирующих излучений) сохраняется и при разработке и производстве все новых и новых современных средств измерений дозовых нагрузок.

 

Возможно, этот факт вызван определенной закрытостью ведомственных исследований данной проблемы или ведомственной разобщенностью (поскольку «политику» в области измерений, а также при производстве и испытаниях средств измерений определяли и определяют не отдельные ведомства, а бывший Госстандарт – ныне Ростехрегулирование…)?

Однако, на самом деле, результаты этих исследований и соответствующие научные рекомендации уже давно опубликованы в открытой печати.

Существует, к примеру, такой нормативно-технический документ, как методические рекомендации Госстандарта МИ 2213-92 «ГСИ. Чувствительность дозиметров фотонного ионизирующего излучения к бета излучению», положения которого также не учитываются при производстве и испытаниях указанных средств измерений.

Но самое поразительное(!) – что ведомственные наработки не находят применения даже внутри самих ведомств!

 

Что же делать?

 

Простейшим выходом из создавшейся ситуации может стать нормативная регламентация национальными и международными контролирующими и рекомендующими организациями, такими, как НКРЗ, МКРЗ, МКРЕ и МАГАТЕ требований к средствам измерений экспозиционной дозы и ее мощности, а также амбиентной эквивалентной дозы и ее мощности, применяемым в условиях смешанного радиоактивного излучения. Чтобы «не чистить ружья кирпичом» (чтобы избежать упомянутого выше разброса показаний дозиметров в несколько сотен раз), предлагается:

1.  Ввести в практику рекомендации, выработанные 25 лет назад по результатам сличения показаний дозиметров ионизирующих излучений в условиях смешанного излучения на ЧАЭС и на вторичных эталонах ионизирующих излучений.

2.  Ввести в повседневную практику дозиметрических измерений такие характеристики, как эквивалентная радиационная толщина детектора (ЭРТ), а также полевая поглощенная доза ионизирующих излучений.

3.

  Запретить применение в целях оценки дозовых нагрузок в районах с радиоактивным заражением местности и оборудования после катастроф на ядерных объектах, а также в иных условиях смешанного внешнего радиоактивного излучения без дополнительных рекомендаций уже используемых (существующих) дозиметрических и радиометрических средств измерений (до их доработки, а также до проведения их дополнительных испытаний для целей утверждения типа на измерение полевой поглощенной дозы и чувствительности к смешанному радиоактивному излучению).

4.  При создании новых типов дозиметрических средств измерений (а также при проведении их испытаний для целей утверждения типа) нормировать эквивалентную радиационную толщину детектора стандартным значением в 1000 мг/см2, а также проводить испытания полевой поглощенной дозы и чувствительности к смешанному радиоактивному излучению.

 

Кроме того, необходимо:

5.  Создать специальные первичные эталоны смешанных радиоактивных излучений.

6.  Разработать соответствующий методический и инструментальный аппарат нормирования спектральных энергетических характеристик чувствительности дозиметрических и радиометрических средств измерений.

 

Но и это еще не все!

 

В 1999 году в Российской Федерации были приняты новые «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)» и «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)», которые были уточнены в 2009 году. Это – основные государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, утвержденные Минздравом России (СП 2.6.1.758-09 и СП 2.6.1.799-09, соответственно), обязательность соблюдения которых установлена Федеральными законами "О радиационной безопасности населения"(№ 3-ФЗ от 09.01.96г.) и "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" (№ 52-ФЗ от 30.03.99г.).

В указанных нормах и правилах также нашли отражение следующие нормативные документы, как Федеральный закон "Об использовании атомной энергии" № 170-ФЗ от 21.11.95г., Закон РСФСР "Об охране окружающей природной среды" № 2060-1 от 19.12.91г.

Что же было основной причиной введения новых «Норм радиационной безопасности (НРБ-99)», ведь они отменили буквально «только что» перед этим введенные в 1996 году предыдущие «Нормы радиационной безопасности
(НРБ-96)»?

Главной причиной тому было принятие в 1996 году «Международных основных норм безопасности для защиты от ионизирующих излучений и безопасности источников излучений» (серия безопасности №115, 1996г.), которые были приняты совместно:

- Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций;

- Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ);

- Международной организацией труда;

- Агентством по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития;

- Панамериканской организацией здравоохранения

- и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ).

 

Новые российские «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)» и разработанные на их основе «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)» более 10 лет назад ввели в действие ряд, так называемых, операционных дозиметрических единиц величин, установленных указанными выше международными нормами.

 

Однако, следует отметить, что до сих пор российские национальные государственные и вторичные ведомственные эталоны дозиметрических величин не предназначены для воспроизведения, операционных дозиметрических единиц величин, рекомендуемых Международной комиссий по радиационным единицам (МКРЕ) в рекомендации МКРЕ-39, а также устанавливаемых вышеупомянутыми НРБ-99. В настоящее время также отсутствует нормативно-методическая документация, регламентирующая переход от единиц величин, воспроизводимых российскими национальными государственными и вторичными эталонами, к единицам операционных дозиметрических величин и методики передачи указанных величин от эталонов к рабочим средствам измерений.

 

В связи с изложенным, предлагается:

7.  Провести модернизацию российских национальных государственных и вторичных ведомственных эталонов дозиметрических величин и их резерва в соответствии с требованиями действующих в РФ санитарных правил и норм
НРБ-99/2009, ОСПОРБ-99/2009 и результатами сличений показаний средств измерений ионизирующих излучений в зоне Чернобыльской АЭС в 1986г.

8.  Осуществить разработку комплектов методических указаний, правил и норм, регламентирующих процедуры метрологического обеспечения дозовых измерений, выполняемых с применением национальных государственных и вторичных ведомственных эталонов дозиметрических величин в соответствии с требованиями НРБ-99/2009 и ОСПОРБ-99/2009.

 

Итак, с момента аварии на Чернобыльской АЭС прошло 25 лет, новые нормы радиационной безопасности уже приняты и должны уже действовать более 10 лет назад, но не действуют.

 

Дозиметры до сих пор измеряют непонятно какую дозу, их показания различаются до 200 раз!!!  

 

Так в чем же дело? Неужели надо заниматься вопросами безопасности, в том числе, вопросами радиационной безопасности – только когда случится авария, катастрофа и появятся жертвы. Но, как показывает жизненный опыт – проходит время, исчезает острота момента, и все забывается, и к «невыученным урокам Чернобыля» добавляются все новые и новые…

 

А пока… - к сожалению, сама жизнь и события на японских АЭС заставляют снова и снова обратить внимание на, вот уже ровно четверть века, не решенную проблему.

 

Неужели и на этот раз всем снова будет «на все наплевать»?!

 

Литература: 

1.    Тарасенко Ю.Н. «Дозиметрия смешанного внешнего ионизирующего излучения при ядерных катастрофах на ядерных объектах до, в первые месяцы и 20 лет спустя после ядерного взрыва 4-го блока Чернобыльской АЭС и ее метрологическое обеспечение» - «Вестник метролога» Мытищи, Межрегиональная общественная организация "Союз метрологов и приборостроителей сферы обороны и безопасности и оборонно-промышленного комплекса", №1, 2006, с.27-29;

2.    Тарасенко Ю.Н. «Дозиметрия внешнего смешанного ионизирующего излучения при ядерных катастрофах на ядерных объектах и ее метрологическое обеспечение», журнал «АНРИ», М.: НПП «Доза», ISSN 2075-1338, №2(45), 2006, с.2-10;

3.    Тарасенко Ю.Н. «Пепел Чернобыля. Сличения средств измерений ионизирующих излучений в зонах радиоактивного излучения после взрыва 4-го блока ЧАЭС», М.: «Техносфера», 2011, 232с., ISBN   978-5-94836-274-8.