Радиация в Протвино - глазами дозиметристов

[gennikder]

 Успокаиваться рано
 /Из архива газеты ИФВЭ «Ускоритель» за 1999 г./

В стране, как и в мире в целом , в последние годы происходит повсеместное ужесточение норм радиационной безопасности как фактора, влияющего на здоровье народонаселения. Под­московье не осталось в стороне от этого процес­са. В начале года Московской областной Думой была принята государственная программа «Ра­диационная безопасность в Московской области».



Впрочем, считается, что у жителей Протви­но и Серпухова нет особых поводов для волнения. Хотя наш институт включен в перечень восьми «особо радиационно опасных произ­водств и объектов», действующих в области, это связано лишь с особым характером работ само­го мощного в стране ускорителя заряженных частиц. Характерно, что среди указанных в Гос­программе радиационно опасных аномалий тех­ногенного характера (в Раменском, Электроста­ли, Балашихе, Солнечногорске и др.) нет ни од­ного с привязкой к нашему региону. А в указанных городах виновниками аномалии явля­ются свалки промышленных отходов и в особен­ности отходов металлургии (всевозможные шла­ки). Поскольку наш регион признан спокойным в этом отношении, то нет и соответствующей строчки в данной Госпрограмме, нет нам и средств на проведение соответствующих иссле­дований. В то же время отмечено, что степень изученности радиационной обстановки по области невелика, удовлетворительно исследовано не более 15 процентов территории. Гораздо более полно исследованы окрестности Протвино, и всё это благодаря целенаправлен­ной деятельности Отдела радиационных исследований нашего института. Но, как считают специалисты ОРИ, успокаиваться рано, и ради­ационный мониторинг нужно продолжать. Подробно об этом рассказывает начальник ла­боратории ОРИ Ярослав Николаевич Расцветалов.

Сначала поговорим о радиаци­онном фоне: что это и чем он определяется. Прежде всего различают две его составляющие - естественный (природный) и техно­генный (привнесенный в окружаю­щую среду технической деятельно­стью человека). Природная составля­ющая обусловлена космическим из­лучением и естественными радионуклидами (ЕРН), присутствующими практически во всех объектах внеш­ней среды. Эти два природных источника создают тот радиационный фон, воздействию которого человече­ство подвергается в течение всего пе­риода его существования. Уровень естественного фона колеблется во времени и зависит от географии кон­кретной местности.
С точки зрения облучения человека наибольшее зна­чение имеет содержание в объектах внешней среды природных радиону­клидов уранового и ториевого рядов (материнские радионуклиды - уран-238 и торий-232) и калия-40. Внешняя компонента естественного фона, равная 7,5 мкР/ч, соответству­ет примерно трети полной мощности дозы, получаемой населением. В пределах Европейской террито­рии России внешняя составляющая естественного фона колеблется по данным многолетних наблюдений в пределах от 6 до 15 -17 мкР/ч. Нор­мальным считается фон в пределах до 20 мкР/ч.
Здесь уместно отметить, что природные источники ионизи­рующего излучения вносят наибольший вклад (около 70%) в об­щую дозу облучения населения от всех воздействующих на него источ­ников ионизирующего излучения. Значительную часть этой дозы чело­век получает во время нахождения в жилых и производственных помеще­ниях, где, по оценкам Научного ко­митета по действию атомной радиа­ции ООН, жители промышленно развитых стран проводят около 80% времени. В помещениях человек подвергается воздействию как внеш­него гамма-излучения, обусловлен­ного содержанием ЕРН в строитель­ных материалах, так и внутреннего, связанного с вдыханием содержа­щихся в воздухе дочерних продук­тов распада радона (ДПР), как и самого радона (элемент таблицы Менделеева,  бесцветный инертный газ; радиоактивен, стабильных изотопов не имеет, может представлять опасность для здоровья и жизни. При комнатной температуре является одним из самых тяжёлых газов. Наиболее стабильный изотоп (222Rn) имеет период полураспада 3,8 суток). В соответствии со ст. 15 Федераль­ного Закона «О радиационной безо­пасности населения», облучение на­селения, обусловленное радоном, продуктами его распада, а также другими долгоживущими природны­ми радионуклидами, в жилых и про­изводственных помещениях не дол­жно превышать установленных нор­мативов. Нормативы облучения населения устанавливаются Нормами радиационной безопасности (НРБ-96), введенными в действие Постано­влением Госсанэпиднадзора №7 от 19.04.96 г. По этому нормативу ве­личина среднегодовой эквивалент­ной равновесной объемной активно­сти изотопов радона в воздухе жилых помещений эксплуатируемых зданий не должна превышать 200 Бк/мЗ (для вновь построенных - 100 Бк/мЗ), а мощность дозы гам­ма-излучения в помещениях не дол­жна превышать мощность дозы на открытой местности более чем на 0,3 мкЗв/ч (30 мкР/ч).

Техногенная составляющая радиа­ционного фона обусловлена загряз­нением территорий в результате вы­бросов от испытаний ядерного оружия, предприятий ядерно-топлив­ного цикла, сжигания угля и нефте­продуктов в тепловых электростан­циях (ТЭЦ), при добыче полезных ископаемых и т.д.. Наиболее значи­мыми радионуклидами техногенного фона являются долгоживущие - це­зий-137 и тритий. Во многих случа­ях техногенную составляющую (ког­да она не превышает пределов коле­бания естественного фона) отдельно не выделяют и говорят о сложив­шемся радиационном фоне данной местности.

Ускоритель протонов на энер­гию 70 ГэВ Института физи­ки высоких энергий в прин­ципе тоже является источником ио­низирующего излучения для окру­жающей среды. Прежде чем харак­теризовать его с этой стороны, полез­но знать следующее. Опыт эксплуа­тации и радиационного мониторинга на нашем ускорителе и аналогичных ускорителях за рубежом показал, что (в отличие от ядерных реакто­ров):
«при оценке радиационной опасности для населения и окружающей среды следует иметь в виду такие особенности ускорите­лей:
-  радиация высокой энергии,  а также связанные с ней нейтронное и мюонное излучения возникают толь­ко во время работы ускорителя. При выключении ускорителя эта радиа­ция исчезает. Остающаяся наведен­ная   радиоактивность  оборудования опасна только для персонала,постоянно обслуживающего ускоритель. Оста­точные   радиоактивности   воздуха, грунта и грунтовых вод на ускорите­лях малой интенсивности (меньше 5 х 1011 протонов в секунду) пренебре­жимо малы;
-  никакая неисправность аппара­туры и никакие ошибки персонала не могут привести к сколь-нибудь существенному (а тем более неограниченному) росту интенсивности (то­ка) пучка, к значительному возрас­танию уровня излучений вокруг ус­корителя и к ухудшению радиаци­онных условий,  которые могли бы оказаться опасными для населения близлежащего района».
Взятое в кавычки выписано из про­екта нормативного документа «Са­нитарные правила проектирования и эксплуатации ускорителей и нако­пительных колец протонов и тяже­лых ионов высокой энергии».
В выбросах ускорителя (воздух из систем охлаждения) присутствуют, в основном, короткоживущие радио­нуклиды (с периодом полураспада от единиц до десятков минут)  -  углерод-11, азот-13, кислород-14 и кислород-15. Поскольку они быстро распадаются, то местность не загрязня­ют, а их небольшой вклад во внешний ра­диационный фон учиты­вается авто­матически при проведении радиационного мо­ниторинга внешней среды. Из основ­ных долгоживущих радионуклидов могут присутствовать бериллий-7 и тритий.Суммируя вышесказанное, для на­шего региона радиоэкологическое состояние будет оцениваться общим фоном внешнего гамма-излучения, содержанием радионуклидов цезий-137, тритий, бериллий-7, а в некоторых случаях и содержанием ЕРН (радиоактивность строитель­ных материалов и радон в воздухе).

Радиационный мониторинг тер­ритории непосредственно вок­руг ускорителя проводился Отделом радиационных исследова­ний ИФВЭ практически с самого на­чала после его запуска. В дальней­шем границы территории постоянно расширялись. В последние десять лет радиационно-экологический контроль проводится на территории техплощадки, в санитарно-защитной зоне, в прилегающих окрестно­стях и в самом городе.
В 1996 г. целевым образом на базе Отдела РИ была создана и аттестова­на лаборатория в составе Эколого-аналитического центра ИФВЭ по охране окружающей природной сре­ды. В функции лаборатории входит постоянное мониторирование радиа­ционной обстановки (радиационного фона) на территории техплощадки, ежедневное (кроме выходных, праздничных и дней профилактики оборудования) измерение мощности дозы внешнего гамма-излучения в контрольных точках города и его ок­рестностях, контроль содержания радионуклидов в воздухе, воде и почве по план-графику, утверждае­мому главным инженером Институ­та.


В составе нашего подразделения имеется мобильная лаборатория на базе автомобиля УАЗ, стационарная низкофоновая радиометрическая ла­боратория и автоматизированный пост радиационного мониторинга в здании 110 техплощадки. Имеется также оборудование для контроля содержания естественных радионук­лидов в объектах внешней среды (строительные материалы, продукты питания и т.д.), для контроля содержания радона в воздухе помещений зданий жилого или промышленного назначения. При определении содер­жания трития во внешней среде и в технологических помещениях уско­рителя У-70 проводилась совмест­ная работа со специализированными лабораториями   ВНИИЭФ (г. Арзамас) и ИЭМ (г. Обнинск).

Основные результаты радиационно-эко­логического обсле­дования нашего региона следующие. Общий уро­вень внешнего гамма-фо­на колеблется в пределах 6 - 20 мкР/ч. Содержание техногенного цезия-137: в почве 1 - 10 мкКи/км2  (удовлетворительным по­казателем считается до 1000 мкКи/км2); в воздухе 10-19 - 10-18 Ки/л, в воде и природных осадках 10-12 - 3x10-11 Ки/л (норматив по НРБ-96 : 7,8х10-13 и 2,6x10-9 Ки/л соответст­венно), что в 100 и более раз ниже допустимого. По содержанию трития в воздухе было выполнено специальное исследование по образованию его в наиболее «горячих» точках на ус­корителях: линейный ускоритель И-100, бустер и У-70. Диапазон из­менения концентраций трития со­ставил 1,1 х10-14- 6,1x10-12 Ки/л, т.е. наш ускоритель генерирует три­тий с концентрациями в 100 раз меньшими, чем допустимые (по НРБ-96 допустимое для населения содержание трития в воздухе - 2,1x10-10 Ки/л)  без учета даже его последующего разбавления в атмо­сферном воздухе. Примерно такая же ситуация и по содержанию три­тия в воде. Анализировалась вода в системах охлаждения  электромагнитов бустера (6,3x10-9  Ки/л) и У-70 (4,8x10-9 Ки/л), вода на входном коллекторе очистных сооружений (1,3x10-10 Ки/л), питьевая вода (1,3x10-10 Ки/л) и осадки (7x10-11 Ки/л). Эти уровни на два и более порядков ниже допус­тимых (8,1x10-7 Ки/л). Интересно от­метить, что вода в реке Протва содер­жит тритий в несколько больших концентрациях (6x10-10 Ки/л), чем наши выбросы из очистных сооруже­ний (1,3x1010 Ки/л), что, по-видимому, обусловлено  сбросами г. Обнинска.

Несколько слов о радио­нуклиде бериллий-7. Он присутству­ет в выбросах из вентсистем ускори­теля, но в то же время дан­ный нуклид образуется в ат­мосфере под действием высо­коэнергетического космичес: кого излучения. Его период полураспада (53,3 дней) сравним с продолжительно­стью стандартного сеанса ус­корителя, поэтому, измеряя его содержание в атмосфер­ном воздухе до и после сеан­са, можно было бы оценить влияние ускорителя по дан­ному радиационному факто­ру на окружающую среду. Для этого мы регулярно проводили измерения во время сеансов работы ускорителя и в промежутках, когда ускоритель не работал (такие проме­жутки в последнее время составляли до 1 года). Однако на фоне сезонных колебаний содержания бериллия-7 (1,1x10-17 - 4,8x10-17 Ки/л) в воздухе (из-за вариации интенсивности космического излучения) добавку в его концентрацию за счет работы уско­рителя мы не наблюдали. Это озна­чает, что в данный радиационный фактор ускоритель вносит неболь­шой вклад (уж во всяком случае не более 20-30%). Попутно замечу, что допустимое содержание берил­лия-7 в воздухе (7,6x10-11 Ки/л) на много порядков больше вышеуказан­ных величин.
Интересовались мы и пробле­мой облучения населения от природных источников ра­диоактивности. В первую очередь были обследованы и сертифицирова­ны местные строительные материа­лы: керамзит и изделия на его осно­ве (керамзитовый завод и карьер «Дашковка», г. Серпухов), кирпич (Серпуховский кирпичный завод и карьер завода), песок, гравий, ще­бень (карьеры «Ока», «Съяново», «Серпухов №9», «Серпухов №1», «Кузьмищево»). Все они по радиаци­онному фактору соответствуют пер­вому классу, т.е. применяются во всех видах строительства без ограничений. В отношении привозного строительного сырья это далеко не так. В частности, гравий и щебень, привезенный из Кривого Рога и Игнатполя (Украина), а также из Каре­лии относились, по нашим данным, к третьему классу, и его использова­ли только для дорожного строитель­ства вне города.
  Проводились и отдельные из­мерения  содержания  радионуклидов в продуктах пита­ния. Из наиболее значимых резуль­татов   можно   указать   следующие. Сразу после известных «чернобыль­ских событий» администрация Ин­ститута два года подряд направляла нас на оснащенной мобильной лабо­ратории в Белоруссию для контроля за закупками картофеля для Протви­но. Прямо на месте отгрузки карто­феля мы развернули гамма-спектро­метрический комплекс и оперативно контролировали процедуру отгруз­ки. Попутно мы измеряли куплен­ные молочные продукты, грибы во время остановок в пути и везде отме­чали наличие цезия-137. До сих пор в лаборато­рии хранят­ся те высушенные грибы, ко­торые ино­гда исполь­зуются как «неаттестованный ис­точник цезия-137». Примерно в то же время совместно   с СЭС мы провели обследование привозного мяса из г. Гомеля, в котором содержались значительные концент­рации цезия-137 и цезия-134. На основании наших данных три вагона с мясом были отправлены поставщи­ку обратно. Был еще случай с содер­жанием цезия-137 в чае, расфасо­ванном в г. Серпухове. Эта информа­ция была доложена администрации Института и СЭС. За многолетний период времени постепенно накопи­лась некоторая информация и по другим продуктам питания и сель­ского хозяйства, образцы которых приносили в лабораторию сотрудни­ки Института частным порядком. 


Несколько слов о радоновой проблеме. В нашем регионе основной источник поступле­ния радона - эксхаляция (выделе­ние по порам, микротрещинам и гео­логическим неоднородностям) из больших глубин через грунт. Образу­ется он при распаде урана-радия, со­держащихся в геологических разре­зах глубоко под землей. По этой при­чине наибольшие его концентрации встречаются в подвальных помеще­ниях и на первых этажах домов. Вы­деление его из почвы крайне неодно­родно, и для нашего района концен­трации подпочвенного радона колеб­лются от 20 - 40 кБк/м3 («спокой­ная» геологическая ситуация) до 1000 кБк/м3 и более в отдельных ло­кальных местах. В 1989-1990 г.г. при проходке туннеля УНК мы про­водили радоновую съемку и обнару­жили концентрации радона в возду­хе от 600 до 1000 Бк/м3 , а в закры­том объеме породы до 6000 Бк/м3 . В результате этих исследований были даны рекомендации по режиму про­ветривания рабочих отсеков тунне­ля. Указанную проблему подваль­ных помещений и первых этажей мы наблюдали в г. Серпухове, где, по за­казу серпуховской администрации и ЦГСЭН, проводили обследования школ и детских дошкольных учреждений. В нашем городе, по заказу протвинской администрации совме­стно с протвинской ЦГСЭН, в тече­ние 1993 - 1997 г.г. был также вы­полнен небольшой цикл работ по об­следованию школ и детских дошко­льных учреждений. К счастью, пре­вышений нормативов обнаружено не было: наибольшие значения эквива­лентной равновесной объемной активности радона составили 100Бк/м3 в детском комбинате №6 и 110 Бк/м3 в школе №2, а превышение мощно­сти дозы гамма-излучения внутри помещений над фоном на открытой местности составило максимум 2 - 3 мкР/ч.
  Думаю, что эти обследования полностью не закрыли радоновую проблему для нашего города особенно в связи с интенсив­ным использованием подвальных и полуподвальных помещений под дет­ские спортивные клубы, магазины и офисы. В 1997 г., в плане выполнения одного из пунктов Соглашения по охране труда Коллективного дого­вора на 1997 г., была произведена радоновая съемка на 18 постах охра­ны (проходных) объектов Института. Вследствие хорошего проветривания обследованных помещений уровни радона в воздухе не превышали 30 Бк/м3 (прогноз для закрытых поме­щений - до 200 Бк/м3). Кстати, проветривание помещений очень эф­фективный способ снижения концен­траций радона в воздухе.

Наконец, совсем коротко, о на­ших производственных проблемах, Давно пора обновить парк используемой аппаратуры, ко­торая устаревает физически и мо­рально. Но это не самое главное. В прошлом году истек срок аттестации нашей лаборатории. Для его продле­ния необходимо было оплатить мет­рологической организации (ВНИИФТРИ) не очень большую сумму за очередную метрологическую поверку наших приборов. За малым исключе­нием, в Институте денег не нашлось, поэтому в прошлогодней аттестации мы резко сократили сферу своих воз­можностей. В текущем году положе­ние выправляется, т.к. это напря­мую связано с предстоящим лицен­зированием деятельности Института, в частности, в области радиоэкологи­ческого мониторинга.
   Но остается «за кадром» кадровая проблема. В разное время данными работами за­нимались, в среднем 8 - 10 человек. К настоящему времени остался на­столько небольшой костяк специали­стов, что не грех и перечислить: на­учные сотрудники Геннадий Ивано­вич Крупный и Андрей Антонович Янович и водитель-дозиметрист мо­бильной лаборатории Михаил Нико­лаевич Омелянович. Надеемся, что во второй половине текущего года с помощью администрации Института мы сможем пополниться кадрами, «доаттестоваться» и полностью реализовать свои возможности.

Мы все­гда открыты для контактов, наши телефоны: 71-85-53 (Я.Н. Расцветалов); 71-31-44 (В.Н. Кустарев); 71-34-62 (В.Н. Лебедев)
   (примечание нынешнего публикатора - последние двое, к глубокому сожалению, уже ряд лет не с нами...)
Опубликовано: газета ИФВЭ «Ускоритель» - 23.04.1999
 (иллюстрации к статье - из сети, вставлены при републикации)
Серия сообщений "Город Протвино /2/":
Часть 1 - "Мирабель" в Протвино - не случайный гость
Часть 2 - "И тут Остапа понесло..."
...
Часть 16 - Неужели достроят «мосты Дмитровского»?
Часть 17 - Как это у нас делается
Часть 18 - Радиация в Протвино - глазами дозиметристов

Оригинал записи и комментарии на LiveInternet.ru