Радіоактивні випромінювання як джерело інформації про
підприємствах атомної промисловості та їх продукції та можливості засобів
радіаційної розвідки
Канд. технічних наук А.В. Полещук
1. Радіоактивні відходи підприємств атомної
промисловості, стратегічне обладнання, сировина, готова продукція
Робота підприємств і енергетичних установок атомної
промисловості характеризується наявністю радіоактивних відходів, які
забруднюють навколишнє середовище і створюють, радіоактивні випромінювання, а отже
несуть інформацію про профіль підприємства і що випускається їм продукції. Подібні
прояви можуть розглядатися як демаскуючі ознаки підприємств атомної
промисловості.
Одним з видів відходів ядерних підприємств і
енергетичних установок є скидні радіоактивні рідини.
Рідкі радіоактивні відходи (РРВ) утворюються на
підприємствах з переробки уранових руд і містять так звані
"хвости" виробництва.
Виробничо-промислові стічні води з підвищеною
концентрацією деяких ізотопів утворюються на заводах по отриманню
металевого урану і радіохімічних виробництвах. За ступенем
радіоактивності рідкі відходи класифікуються згідно нового вийшов
документа СП 2.6.6.1168-02 "САНІТАРНІ ПРАВИЛА Поводження з радіоактивними
ВІДХОДАМИ (суперечка-2002).
Рідкі і тверді радіоактивні відходи (РАВ)
поділяються за питомої активності на три категорії (табл. 1). У випадку,
коли за наведеними характеристиками радіонуклідів таблиці 1 відходи відносяться до
різним категоріям, для них встановлюється найбільш високе значення категорії
відходів.
Таблиця 1
Класифікація рідких і твердих радіоактивних відходів
по питомій радіоактивності
Категорія
відходів
Питома
активність, кБк/кг
бета
- Ізлучающіe радіонукліди
альфа
- Випромінюють радіонукліди (за винятком
трансуранові)
трансуранові
радіонукліди
Низкоактивні
менше
1Е3 *
менше
1Е2
менше
1Е1
середньоактивних
від
1Е3 до 1Е7
від
1Е2 до 1Е6
від
1Е1 до 1Е5
Високоактивні
більше
1Е7
більше
1Е6
більше
1Е5
* (Е = 10; 3 --
третій ступінь)
Для попередньої
сортування твердих відходів рекомендується використання критеріїв за рівнем
радіоактивного забруднення (табл. 2) і по потужності дози гама - випромінювання на
відстані 0,1 м від поверхні при дотриманні умов вимірювання відповідно
до затверджених методиками:
- низькоактивні - від 0,001 мГр/год до 0,3 мГр/год;
- середньоактивних - від 0,3 мГр/год до 10 мГр/год;
--
високоактивні - понад 10 мГр/ч.
Таблиця 2
Класифікація твердих радіоактивних відходів за рівнем
радіоактивного забруднення
Категорія
відходів
Рівень
радіоактивного забруднення, част/(см2
хв)
бета
- Випромінюють радіонукліди
альфа
- Випромінюють радіонукліди (за винятком
трансуранові)
трансуранові
радіонукліди
Низкоактивні
від
5 Е2 до 1Е4
від
5 1Е1 до 1Е3
від
5 до 1Е2
середньоактивних
від
1Е4 до 1Е7
від
1Е3 до 1Е6
від
1Е2 до 1Е5
Високоактивні
більше
1Е7
більше
1Е6
більше
1Е5
Частина відходів атомних підприємств викидається у вигляді
газоподібних і аерозольних продуктів. Це перш за все радіоактивні
благородні гази (радон Rn, торону Тn), що утворюються при розпаді урану і торію
на ураноперерабативающіх заводах: гази, пар і газоподібні продукти
поділу урану і плутонію, що виділяються
при хімічній переробці руд із зазначеними елементами; радіоактивний пил,
утворюється при дробленні і механічної переробки радіоактивних матеріалів.
Джерелом забруднення атмосфери радіоактивними речовинами є також
реактори, в яких у результаті опромінення нейтронами відбувається активація
аргону, що входить до складу повітря, а при порушенні герметичності твелів
можливе попадання в перший контур і в повітря приміщень радіоактивних газів
(криптону, ксенону, йоду та ін), а також осколкових продуктів поділу
(стронцію, ітрію та ін.) Знаходяться в повітрі зважені радіоактивні
частинки утворюють радіоактивні аерозолі з різною дисперсної фазою: твердою --
пил, дим; рідкий туман, аерозольний конденсат та ін У результаті в повітрі
створюються стійкі мелкодісперсіонние (з розмірами часток менше 1 мкм) і
среднедісперсіонние (з розмірами частинок від 1 до 10 мкм) освіти, а також
нестійкі бистрооседающіе освіти з розмірами часток більше 10 мкм.
Деякі радіоактивні ізотопи, що знаходяться в повітрі частково в аерозольній
фазі, а частково в паровий (наприклад, ізотоп йоду-125, 131), переходять з газоподібної фази в аерозольну.
Розпад радіоактивних елементів супроводжується
виділенням радіоактивних газів Rn, Тn, An, які входять до складу
послідовно перетворюються елементів уранового, торієвого і
активно-уранового рядів. Радіоактивні еманціі відносяться до групи важких
інертних газів, які не утворюють хімічних сполук в природі.
При розпаді радіоактивних елементів в навколишній
простір виділяється також нерадіоактивні газ гелій (Не), який утворюється від
випускання альфа-частинок елементами уранового, торієвого і трансуранових рядів.
При розпаді одного атома U і його дочірніх елементів
випускається 8 альфа-частинок, з яких виходить 8 атомів гелію; при розпаді
одного атома торію утворюється 6 атомів гелію. При повному розпаді 1г U
утворюється 0,135 г Не, що складає близько 770 см3. Але при температурі 0 ° С і
тиск 760 мм рт.ст. з 1г U утворюється 0,103 г Не (580 см3).
Наявність Не, що є індикатором джерел
радіоактивного випромінювання представляє важливий демаскуючі ознака, тому що в
відміну від радіоактивних газів, що мають відносно невеликий час життя
(ТRn-3, 825 дня, ТTn-54, 5с, ТAn-3, 92с),
є стійким елементом і може поширюватися на значні
відстані від радіоактивного об'єкта.
Аномальні концентрації радіоактивних речовин у
атмосфері, грунті і воді можуть бути ознаками знаходження поблизу
об'єктів радіоактивного характеру.
Таким чином, наявність радіоактивних відходів
підприємств атомної промисловості та радіоактивних випромінювань сировини, готової
продукції, а також відходів виробництва можуть розкривати профіль
підприємств, нести інформацію
про технологічні процеси
характеристики продукції, що виготовляється, місця її складування, маршрути
транспортування і т.д.
Джерела радіоактивності можуть бути виявлені:
з радіоактивним випромінюванням;
по наявності радіоактивних та нерадіоактивних газів,
що утворюються в результаті радіоактивного розпаду.
Для виявлення радіоактивних елементів виробляються
забори проб повітря, грунту і води в районі передбачуваного розташування
радіоактивного об'єкта, а також безпосередні вимірювання радіоактивного
випромінювання.
З метою кращого уявлення фізичної основи
можливого витоку інформації про підприємства атомної промисловості та їх
продукції розглянемо деякі властивості й характеристики радіоактивних
випромінювань.
Можливості
технічних засобів радіаційної розвідки (РДР)
Під РДР розуміється процес отримання інформації в
результаті прийому та аналізу радіоактивних випромінювань, пов'язаних з викидами і
відходами атомного виробництва, зберіганням і транспортуванням радіоактивних
матеріалів, ядерних зарядів і боєприпасів, виробництвом та експлуатацією
ядерних реакторів, двигунів і радіоактивним зараженням місцевості.
РДР вирішує наступні завдання:
-визначення дозових характеристик навколо об'єкта
розвідки та їх змін в часі,
-визначення маршрутів перевезення джерел
радіоактивних випромінювань;
-визначення районів з підвищеним рівнем радіації;
-наявність джерел радіоактивних випромінювань в
транспортному засобі;
-визначення вмісту окремих видів ізотопів на
місцевості, в аерозолях, атмосфері, рідини;
-визначення ізотопного складу випромінювачів, типу
джерела випромінювання.
Апаратура дистанційної РДР - апаратура
дистанційного виявлення і вимірювання параметрів радіаційного поля --
просторово - часового розподілу гамма або нейтронного випромінювання
розвідує об'єкта.
Як правило, розвідка об'єктів за допомогою дистанційних
коштів. ведеться по двох складових радіаційного поля об'єкту: за нейтронах
і
