Екидин А.А., Кирдин И.А., Павлюк А.В. Ярмошенко И.В.
Институт промышленной экологии УрО РАН, Екатеринбург
Михеев А.А.
Государственное учреждение «УралМонацит», Екатеринбург
Введение.
Территория филиала ГУ “УралМонацит” является базой хранения 82000 тонн концентрата естественного минерала монацита и 2,28 тонн ториевого остатка, образованного в результате вскрытия монацита. Содержание природного тория (ThO2) в монацитовом концентрате составляет не менее 5% и урана (U3O8) не менее 0,2%. Содержание тория в ториевом остатке составляет не менее 25%, урана не менее 1%. Радиоактивные вещества находятся в 19 деревянных зернохранилищах (амбарах) и 4 металлических ангарах. Деревянные амбары находятся в эксплуатации с начала 40-х годов, а металлические с 70-х годов ХХ века. Проекты указанных помещений не предусматривали использования их в качестве хранилищ для радиоактивных веществ и не обеспечены инженерными средствами защиты персонала от воздействия ионизирующего излучения. Монацитовый концентрат (МК) расфасован в двух-трехслойные крафт-мешки, которые помещены в деревянные ящики размером 65х30х19 см, нетто-масса каждого из которых 50 кг. Ящики уложены в штабеля высотой 4 метра. Данные условия позволяют отнести монацитовый концентрат к открытым радионуклидным источникам. В настоящее время внутри многих складских помещений складывается практически аварийная ситуация (образованы просыпи монацитового песка, отложения радиоактивной пыли).
Работа по обращению с источниками излучения на базе хранения филиала ГУ “УралМонацит” соответствует 1 классу работ с открытыми радионуклидными источниками. К организации работ 1 класса предъявляются дополнительные требования по радиационной безопасности. Должна быть обеспечена защита персонала от внутреннего и внешнего облучения, не допускается загрязнение воздуха и поверхностей рабочих помещений, кожных покровов и одежды персонала, а также объектов окружающей среды воздуха, почвы, растительности и др. как при нормальной эксплуатации, так и при проведении работ по ликвидации последствий радиационной аварии. Оптимизация защиты персонала и гарантии того, что дозы работников при практической деятельности поддерживаются в заданных пределах, могут быть достигнуты выполнением систематизированного контроля радиационных факторов воздействия.
Факторы радиационного воздействия на территории предприятия
Радиационное воздействие на персонал от различных типов излучений данных радионуклидов и продуктов их распада осуществляется за счет:
внешнего -излучения;
внутреннего облучения от ингаляционного поступления изотопов радона и продуктов их распада;
внутреннего облучения от ингаляционного поступления пыли, содержащей естественные радионуклиды.
Радиационное воздействие на окружающую среду может осуществляться за счет загрязнения объектов среды. Атмосферный воздух может подвергаться загрязнению изотопами радона, продуктами их распада, радиоактивной пылью. На поверхности различных объектов (почва, растительность и т.д.) может оседать радиоактивная пыль или песок, вынесенные из помещений хранения концентрата. За пределы складов активность может перемещаться только механическим образом (ветровой разнос, ресуспензия, поверхностный сток и т.д.). Химическая устойчивость монацита делает практически невозможным усвоение растениями тория, содержащегося в минерале. В окружающей среде монацит будет всегда оставаться в виде кристаллического вещества. Следовательно, может происходить только поверхностное загрязнение объектов среды.
Таким образом, радиационному контролю на базе хранения филиала ГУ “УралМонацит” подлежат:
уровни облучения персонала от всех перечисленных источников радиационного воздействия;
уровни загрязнения атмосферного воздуха природным торием и ураном, изотопами радона, дочерними продуктами распада изотопов радона;
уровни загрязнения радионуклидами поверхностей различных объектов окружающей среды, в том числе рабочее оборудование, спецодежда, кожный покров и т.д.
Условия облучения персонала.
По качественным и количественным характеристикам радиационных факторов, создаваемым технологическими процессами на рабочих местах, вся территория базы хранения разделена на три зоны.
1 зона– место размещения основных источников излучения c максимальным радиоактивным загрязнением (деревянные амбары и металлические ангары);
2 зона – место выполнения периодически повторяющихся операций по обслуживанию помещений хранения, ремонту оборудования, других работ, связанных с обеспечением сохранности радиоактивных веществ и предотвращения несанкционированного доступа к радиоактивным веществам, их утери, хищений и повреждений (территория расположения складов);
3 зона – помещения длительного пребывания персонала в течение рабочей смены (караульное помещение, автомастерские, котельная и др.), а также удаленная от складов территория базы хранения МК.
В зоне 1 радиационное воздействие на персонал осуществляется за счет: внешнего -излучения, внутреннего облучения от ингаляционного поступления изотопов радона и продуктов их распада, внутреннего облучения от ингаляционного поступления пыли, содержащей естественные радионуклиды. Мощность эквивалентной дозы от внешнего -излучения лежит в диапазоне 25 – 137 мкЗв/ч, что может привести к более чем 4-х кратному превышению предела годовой дозы для персонала А (20 мЗв) за 1700 ч работы. Годовая доза от внутреннего облучения при ингаляционном поступлении изотопов радона и продуктов их распада составляет 18 мЗв, что практически равно предела годовой дозы для персонала А. Годовая доза от внутреннего облучения при ингаляционном поступлении пыли, содержащей естественные радионуклиды, зависти от выполняемых операций. При осмотре, инвентаризации и др. операций не сопровождающихся перемещением ящиков, деталей конструкций, ожидаемая годовая доза составит не меньше 12 мЗв. При перемещении деталей конструкций, ящиков без вскрытия и т.п. годовая доза может быть превышена в 6 раз. При перетаривании монацита, ликвидации просыпей годовой предел дозы достигается за 4 часа работы. Защита персонала осуществляется сокращением времени рабочих операций и использованием индивидуальных средств защиты.
В зоне 2 радиационное воздействие на персонал осуществляется за счет: внешнего -излучения, внутреннего облучения от ингаляционного поступления изотопов радона и продуктов их распада. Годовая доза от внешнего -излучения в близи складов составляет 44 мЗв., между складами составляет 18 мЗв, в удалении от складов не менее 1 мЗв. Годовая доза от внутреннего облучения при ингаляционном поступлении изотопов радона и продуктов их распада в близи складов составляет 3 мЗв., между складами составляет 1 мЗв, в удалении от складов около 1 мЗв. Защита персонала осуществляется сокращением времени рабочих операций и использованием индивидуальных средств защиты.
В зоне 3 радиационное воздействие на персонал осуществляется за счет: внешнего -излучения, внутреннего облучения от ингаляционного поступления изотопов радона и
Содержание программы контроля профессионального облучения.
В соответствии с требованиями к контролю профессионального облучения служба радиационной безопасности филиала ГУ “УралМонацит” применяет:
дозиметрический контроль на рабочих местах, заключающийся в определении индивидуальных доз облучения работников на основании результатов измерений характеристик радиационной обстановки с учетом времени пребывания персонала на рабочем месте;
индивидуальный дозиметрический контроль облучения, заключающийся в определении индивидуальных доз облучения работников на основании результатов индивидуальных измерений внешнего облучения от гамма-излучения.
В настоящее время контролируются следующие нормируемые величины:
мощность эффективной дозы и годовая эффективная доза внешнего облучения;
внутреннее облучение персонала от изотопов радона и их дочерних продуктов распада;
внутреннее облучение персонала от ингаляционного поступления радиоактивной пыли;
радиоактивное загрязнение рабочих поверхностей, кожи, спецодежды, средств индивидуальной защиты, поверхностей объектов среды.
Контроль указанных выше нормируемых величин является обоснованным для филиала ГУ «УралМонацит», так как контролируемые величины соответствуют критериям введения индивидуального дозиметрического контроля облучения персонала группы А. Периодичность и количество выполняемых измерений для каждой зоны выбраны таким образом, чтобы надежно и достоверно контролировать нормируемые величины. Последовательность выполнения процедур измерения определены программой производственного радиационного контроля.
Операционные величины производственного радиационного контроля.
НРБ-99 предписывают определять облучение персонала источниками ионизирующего излучения в единицах нормируемых величин, являющихся мерой ущерба от воздействия излучения на человека (эффективная доза, эквивалентная доза облучения органа или ткани, ожидаемая эффективная доза) и не поддающихся непосредственному измерению. В соответствии с указаниями МУ 2.6.1.016-2000 служба радиационной безопасности филиала ГУ “УралМонацит” применяет операционные величины, однозначно определяемые через физические характеристики поля излучения в точке или через физико-химические характеристики поля аэрозоля в точке, максимально возможно приближенные к нормируемым величинам в стандартных условиях облучения и предназначенные для определения соответствующих индивидуальных доз.
Для контроля радиационной обстановки на рабочих местах при внешнем облучении используется операционная величина – мощность амбиентного эквивалента дозы Н*(10) мкЗв/ч. Данная операционная величина соответствует нормируемой величине мощности эффективной дозы внешнего облучения и мощности эквивалентной дозы внешнего облучения на поверхности нижней части области живота женщин. Для измерения мощности амбиентного эквивалента дозы используется радиометр-дозиметр МКС-1117А с блоком детектирования гамма-излучения. Прибор позволяет записывать в память измеренную величину и затем переносить в базу данных радиационного контроля, что обеспечивает объективность системы контроля.
Для индивидуального дозиметрического контроля внешнего облучения используется операционная величина – индивидуальный эквивалент дозы Нр(10) мкЗв. Данная операционная величина соответствует нормируемой величине эффективной дозы внешнего облучения и эквивалентной дозы внешнего облучения на поверхности нижней части области живота женщин. Для измерения индивидуального эквивалента дозы используется прямо показывающие индивидуальные дозиметры γ-излучения ДКГ–АТ 2503. Оперативность и объективность контроля индивидуальной дозы работников обеспечивается наличием в дозиметре 880 ячеек памяти, в которые автоматически записывается значение индивидуального эквивалента дозы за установленный интервал времени. Возможность переносить данные из память дозиметра на персональный компьютер позволяет создать автоматизированную систему дозиметрического контроля на базе ДКГ–АТ 2503.
Для контроля радиационной обстановки на рабочих местах при внутреннем облучении используется операционная величина – объемная активность (ОА) радионуклида в воздухе на рабочем месте Бк/м3. Для измерения ОА газообразного радона (222Rn) используется радиометр-радона РРА-01-03М. Прибор позволяет проводить непрерывные измерения ОА 222Rn, 216Ро (для контроля 220Rn), автоматически записывать в память измеренные величины и затем переносить в базу данных радиационного контроля, что обеспечивает объективность системы контроля.
Для выполнения измерения эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) дочерних продуктов распада 222Rn и 220Rn используется радиометр аэрозолей РАА-10. Прибор позволяет проводить измерения мгновенных значений ЭРОА дочерних продуктов распада 222Rn и 220Rn.
Отсутствуют средства измерения ОА природного тория, урана в воздухе на рабочих местах. Контроль дозы внутреннего облучения от данных радионуклидов осуществляется расчетным способом (неопределенность определения дозы равна 2,5).
Для контроля загрязнения поверхностей различных объектов (кожа, спецодежда, рабочие поверхности и т.д.) используется операционная величина – плотность потока α- (β-) частиц с поверхности. Для измерения плотности потока частиц используется радиометр-дозиметр МКС-1117А с блоком детектирования α-излучения или β-излучения. Прибор позволяет измерять суммарное (снимаемое и не снимаемое) радиоактивное загрязнения, результат записывать в память и затем переносить в базу данных радиационного контроля, что обеспечивает объективность системы контроля.
Вся измерительная аппаратура, используемая для контроля радиационных факторов на территории филиала ГУ “УралМонацит”, имеет действующие свидетельства о поверке и сертификаты, подтверждающие внесение в Государственный реестр средств измерений.
Заключение.
Действующая система производственного радиационного контроля на территории филиала ГУ «УралМонацит» основывается на требованиях НРБ-99, ОСПОРБ-99 и других документов по контролю доз облучения персонала. Использование современных рекомендаций Международной комиссии по радиационной защите позволило создать и осуществлять систематизированный комплекс процедур измерения физических параметров, которые однозначно характеризуют радиационные факторы воздействия на персонал и окружающую среду.
Обновленный парк приборов позволил перейти от периодических, кратковременных измерений в отдельных точках наблюдения к постоянному, непрерывному контролю радиационной ситуации на всей территории базы хранения. Новые средства измерения способны мгновенно сигнализировать (светом и звуком) о высоким уровне радиации, позволяют сохранять и переносить информацию в компьютер для надежной и объективной обработки и анализа результатов измерения.
Достигнутая оперативность и достоверность информации об изменении радиационной ситуации на базе хранения в настоящее время является одной из основных гарантий безопасности для персонала предприятия, населения Красноуфимского района и окружающей среды в целом.