В России создали новую серию высокоточных дозиметров, относящихся к новому поколению приборов. Главным элементом служат «таблетки», обладающие свойствами, приближенными к тканям человека по уровню накопления радиационной дозы. Эти таблетки проявляют свечение при нагревании, интенсивность которого зависит от величины облучения. Приборы могут автономно функционировать до пяти суток и оснащены технологией беспроводной подзарядки. Кроме того, устройства устойчивы к падениям и оснащены защитой от ложных срабатываний при механических воздействиях, например, трении о одежду. Также разработчиками создан считыватель, способный одновременно обрабатывать данные с 50 дозиметров. По своим техническим параметрам российские приборы превосходят иностранные аналоги, а стоимость их ниже.
Как измеряют накопленную дозу радиацииВ России был разработан новый тип персональных дозиметров, которые обеспечивают высокоточную оценку накопленной профессиональной радиационной нагрузки у работников атомных электростанций и других объектов с радиационной опасностью. Работа над этим проектом велась специалистами Специализированного научно-исследовательского института приборостроения (СНИИП), входящего в состав госкорпорации «Росатом».
По словам экспертов, накопленная доза радиации представляет собой количество энергии ионизирующего излучения, поглощённой материалом или веществом в течение определенного времени. Допустимые нормы для сотрудников атомных станций составляют максимум 20 мЗв (миллизиверт) в год, а для широкой публики — не более 1 мЗв. Для сравнения, облучение 1000 мЗв способно вызвать лучевую болезнь, а при дозах от 4000 до 5000 мЗв возможен смертельный исход.
— Разработка представляет собой устройство, которое каждый сотрудник, находясь на ядерном объекте, носит с собой. Его ключевой компонент — люминофорные детекторы в форме таблеток, изготовленные на базе соединений магния и бора, — рассказал «Известиям» главный конструктор СНИИП Андрей Гордеев.
Он уточнил, что таблетки обладают характеристиками, эквивалентными тканям человека по уровню накопления радиации. Они поглощают ионизирующее излучение, а при помещении в считыватель и нагреве до 350 °C преобразуют полученное излучение в свет. Чем интенсивнее свечение таблеток, тем выше доза накопленной радиации. Световой поток фиксируется фотодатчиками, а электроника переводит сигналы в числовое значение накопленной дозы.
Андрей Гордеев отметил одно из достоинств дозиметров — отжиг таблеток-детекторов осуществляется в обычных комнатных условиях. В то время как зарубежные аналоги требуют особой инертной атмосферы, создаваемой нагнетанием азота — газа, мало взаимодействующего с другими веществами. Для этого нужно специализированное оборудование, усложняющее и удорожающее технологический процесс.
Как предотвратить поломки и ложные срабатыванияРассматриваемым отечественным дозиметрам присуща повышенная устойчивость к экстремальным факторам, рассказал Андрей Гордеев. В частности, изделия рассчитаны на работу в температурном диапазоне от –50 °C до +60 °C, что обеспечивает их использование в различных климатических зонах, включая территории, на которых строятся АЭС российского проектирования — от экватора до Заполярья.
Особое внимание инженеры уделили стабилизации характеристик материала таблеток-детекторов, для чего провели масштабные и продолжительные испытания, добавил он. В результате удалось обеспечить ресурс применения таблеток порядка 500 циклов. Помимо этого, приборы не требуют калибровки, а производство всех этапов — от синтеза реагентов до сборки дозиметров — сосредоточено в одном месте, что снижает вероятность некорректной работы устройств.
— В России эксплуатируется около 50 тысяч дозиметров, однако рынок по-прежнему преимущественно представлен иностранными компаниями — так сложилась исторически. В ближайшие годы планируется полностью обновить радиоизмерительное оборудование, поскольку ежегодно выходит из строя порядка 10% зарубежных дозиметров, а новые в Россию поставляются ограниченно, — подчеркнул Андрей Гордеев.
Предполагается, что вместе с индивидуальными дозиметрами предприятия будут оснащаться специализированными устройствами для считывания показаний приборов. Эти считыватели также разработаны специалистами СНИИП. В них реализована функция автоматической загрузки детекторов в зону регистрации сигналов, пояснил эксперт.
Где применяют дозиметры— Российские дозиметры не уступают зарубежным, а во многих аспектах их превосходят. Так называемые таблетки — это особая разновидность накопительных дозиметров, которые должны реагировать на облучение примерно так же, как ткани живого организма. Такой термин применяется — тканеэквивалентные аналоги, — пояснил «Известиям» инженер-испытатель КБ «Радар» Алексей Озеров.
По его мнению, внедрение этих приборов для серийного производства и использования на АЭС может оказаться сложным, поскольку данные устройства непосредственно связаны с безопасностью человека. В то же время тканеэквивалентные дозиметры востребованы не только на атомных станциях, но и в медицинской сфере, на ускорителях заряженных частиц, а также в других областях науки и промышленности, добавил специалист.
Высокоточные переносные накопительные дозиметры нового поколения — это востребованные и необходимые приборы, подчеркнула соавтор проекта «Наша Лаба» и член Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при президенте РФ по науке и образованию Ольга Тарасова.
Она отметила, что партии таких приборов могут понадобиться для контроля накопленных доз у населения при техногенных авариях с утечкой радиации. В скором будущем их предполагается использовать и в учебных мероприятиях по основам безопасности жизнедеятельности.
— Основные сложности при массовом внедрении подобных устройств связаны с необходимостью их включения в государственный реестр средств измерения. Без этого регистрация делает невозможным использование приборов на ответственных предприятиях. После решения этого вопроса начинается этап специфического маркетинга, характерного для лабораторного и измерительного оборудования, — прокомментировала доктор технических наук, профессор и заведующая кафедрой техносферной и экологической безопасности Сибирского федерального университета Татьяна Кулагина.
Эксперт заключила, что данная разработка помимо использования на атомных объектах найдёт применение в учебных и исследовательских лабораториях, а также в установках для облучения и поверки приборов.