автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.02, диссертация на тему:Оценка радиационной обстановки на железнодорожном транспорте

На правах рукописи

СЕВАСТЬЯНОВ ВИКТОР ВЛАДИМИРОВИЧ

ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Специальность 05.26.02 - Безопасность в чрезвычайных ситуациях (транспорт)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005 год

Работа выполнена в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ)

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Жуков Виктор Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Батырев Василий Васильевич

кандидат технических наук, доцент Баринов Александр Васильевич

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожной гигиены (ФГУП ВНИИЖГ)

Защита диссертации состоится 2005 г. в часов на заседа-

нии диссертационного совета Д 218.005.03 в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, 15, ауд. ¿УЯ/ .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ).

Автореферат разослан 2005 г.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор

С.П. Власов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Проблемы радиоактивного загрязнения территорий железнодорожного транспорта долгое время относились к разряду "закрытых" тем. Немногочисленные исследования, выполненные в данном направлении, носили ограниченный характер. Предметом изучения были отдельные участки дорог, номенклатура перевозимых по ним грузов и влияние радиации на отдельные категории работников железнодорожного транспорта. Можно сказать, что к моменту настоящих исследований не рассматривалась необходимость комплексного и всестороннего анализа радиационной обстановки в целом на всей сети железных дорог России и, следовательно, не были решены вопросы радиационной безопасности в полном и достаточном для принятия научно-обоснованных решений.

Работа выполнялась по заказу Специального управления Министерства путей сообщения Российской Федерации и соответствует целевой комплексной проблеме "О разработке единой государственной системы мониторинга радиационной обстановки" и целому ряду постановлений правительства РФ по вопросам радиационной безопасности как населения, так и окружающей среды.

Разработкой вопросов, направленных на повышение радиационной безопасности на предприятиях железнодорожного транспорта занимался ряд ученых Иванов В.И., Гусев Н.Г., Маргулис У.Я., Рахманов Б.Н., Сивинцев Ю.В., Базазьян А.Г., Устинов О.А., Беляев С.Т., Голицын Г.С., Легасов ВА, Романов , Островский A.M., Андрасюк В.Н., Мозгрин B.C., Купаев В.И., Петров А.П., Потифоров А.И. и другие.

Целью диссертационной работы является разработка научно -методической основы организации и проведения комплексного радиационного мониторинга на железнодорожном транспорте Российской Федерации, позволяющего обеспечить радиационную безопасность работников транспорта и членов их семей.

Для реализации поставленной цели разработаны методы и технические решения по контролю и прогнозированию радиоактивной обстановки на железнодорожном транспорте.

Основные задачи исследования:

• разработать метрологическое обеспечение измерений, с использованием автогамма-спектрометрического комплекса, учитывающее воздействие помех, в том числе - радиационное состояние прилегающих территорий;

• разработать методику обнаружения и оценки параметров локальных радиационных аномалий на железнодорожном пути и в полосе отвода;

• обосновать алгоритм работы и метрологическое обеспечение радиационного контроля подвижного состава и перевозимых грузов;

• разработать алгоритм принятия решений при выявлении составов, содержащих вагоны и грузы с повышенным радиационным фоном;

• исследовать количественные и качественные критерии экспертных оценок степени риска радиационных аварий на железнодорожном транспорте.

Методика исследований. Для достижения поставленной цели используется комплексный метод, включающий: научно-методическое обоснование параметров технических средств, разработанных для обследования радиационной обстановки в целом по сети железных дорог, а также детальный статистический анализ экспериментальных данных о характере и причинах загрязнений на площадных и локальных аномалиях и радиационных аномалиях, обусловленных грузовыми перевозках.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• впервые проведена классификация качественных и количественных факторов радиоактивного загрязнения объектов железнодорожного транспорта, на основе статистической обработки результатов инструментальных исследований;

• впервые проведено радиоэкологическое районирование сети железных дорог, определены зоны радиоактивного загрязнения земель железнодорожного транспорта, позволяющие перейти на качественно новый, научно-обоснованный уровень решения вопросов обеспечения радиационной безопасности работников транспорта и пассажиров;

• предложена комплексная система экспертных оценок, позволяющая проводить объективные сравнения независимых признаков радиационной опасности на железнодорожном транспорте;

• теоретически обоснованы принципы выявления и ранжирования основных радиационно-опасных аномалий на железнодорожном транспорте;

• разработаны вероятностно-статистические модели определения параметров площадных и локальных радиационно-опасных аномалий;

• разработаны научно-методические основы организации и проведения комплексного контроля радиационной обстановки на железнодорожном транспорте, обоснована необходимость и принципы функционирования постоянно действующих постов радиационного контроля за подвижным составом и перевозимыми грузами;

• установлены наиболее значимые факторы, влияющие на изменение радиационной обстановки на железнодорожном транспорте, доказана необходимость периодического обследования радиационного фона на предприятиях транспорта.

Практическая значимость и внедрение результатов работы:

• выполненный статистический анализ радиоактивного загрязнения полотна железных дорог, позволил определить наиболее часто встречающийся спектр радионуклидов, характер загрязнения, создаваемые дозовые нагрузки. Основные результаты анализа использованы при создании "Атласа радиационной обстановки на сети железных дорог Российской Федерации ";

• сформирована полная база данных первичной информации по радиационной обстановке на железных дорогах, которая представлена в компьютеризированной информационно-поисковой системе "Магистраль";

• результаты выполненных с участием автора исследований используются специализированными организациями и учреждениями железнодорожного транспорта; они нашли свое конкретное применение при определении территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению;

• разработаны рекомендации по определение и оптимизация объёмов де-зактивационных и других необходимых работ на предприятиях федерального

железнодорожного транспорта по обеспечению радиационной безопасности железнодорожников и членов их семей;

• разработаны научно-методические основы организации и проведения комплексного контроля радиационной обстановки на железнодорожном транспорте, в том числе подвижного состава и грузов. Результатами измерений на различных железных дорогах установлено, что существует достоверный уровень радиоактивного загрязнения подвижного состава с вероятностью обусловленный несанкционированной перевозкой радионуклидной продукции, радиоактивных отходов и минерального сырья с относительно повышенными концентрациями естественных радионуклидов;

• проведена классификация радиоактивного загрязнения подвижного состава и грузов, свидетельствующая о том, что наиболее часто встречаются загрязнения природными радионуклидами, а наиболее высокие уровни рисков облучения вызваны загрязнением техногенными радионуклидами. В диссертации обоснованы критерии и алгоритмы принятия решений о необходимости проведения неотложных дезактивационных мероприятий;

• выполнен пространственный анализ взаимного расположения объектов ядерного-топливного цикла относительно сети железных дорог, технического состояния маршрутов перевозки радиационно-опасны грузов. Установлено, что различные железные дороги России характеризуются различным уровнем техногенной радиационной опасности железных дорог, которая формируется мощностью и взаимных расположением радиационно-опасных объектов. Проведенное исследование позволило ранжировать железные дороги России по степени существующего радиоактивного загрязнения и потенциальной опасности его возникновения.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается прежде всего тем фактом, что в основе работы лежат полученные экспериментальным путем первичные данные результатов гамма-спектрометрической съёмки уровней радиации на железнодорожных путях и в полосе отвода, проведённой Всероссийским научно - исследовательским институтом железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) совместно со специалистами

геофизических мастерских ГГП "Невскгеология" по заказу Специального управления Министерства путей сообщения Российской Федерации.

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на научных и научно-производственных конференциях: Международном экологическом конгрессе 2001 года, международной конференции «Воздействие транспортных коридоров на окружающую среду» 2002 года и других. Материалы диссертационной работы внедрены в учебном процессе в Петербургском государственном университете путей сообщения по специальности «Изыскания и проектирование железных дорог», а также в дипломном проектировании по данной специальности. Они отражены в учебном пособии «Экологическая чистота и качество проектных решений» (2000 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, получен 1 патент.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 164 страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 17 таблиц, списка литературы из 101 наименования и 3 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цели и предмет исследования, научная новизна и практическая ценность диссертации, кратко определены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе предложена классификация источников ионизирующих излучений включающая: природный радиационный фон, техногенно-измененный радиационный фон и искусственный радиационный фой. Приведены количественные оценки вклада каждой из перечисленных компонент в формирование общего радиационного фона. Рассмотрены наиболее влиятельные факторы, обуславливающие общее повышение радиационного фона на железнодорожном транспорте. Прежде всего рассмотрена специфика транспортирования радионуклидных источников.

При анализе причин повышенного уровня радиационного фона именно на железнодорожном транспорте прежде всего следует учитывать загрязнение полосы отвода перевозимыми грузами и перенос радионуклидов подвижным составом.

Перевозочный процесс связан с потерями перевозимых грузов, в частности, сыпучих, что оказывает неблагоприятное воздействие на человека и окружающую среду. В радиусе от десятков метров до нескольких километров от железнодорожного пути почвы, воды, растительность и животные могут получить высокую концентрацию вредных веществ. Накопление таких веществ за определенный период времени в почве, водоемах, воздухе, растениях и в сельхозпродуктах создает реальную опасность для здоровья людей.

Исследования показали, фактические потери сыпучих грузов на железнодорожном транспорте значительно превышают нормативные, что обусловлено ухудшением состояния подвижного состава. Так вследствие дефектов в кузовах теряется и поступает в окружающую среду 6-8% перевозимого сыпучего груза.

Эти и ряд других факторов определяют специфику нормирования радиационной безопасности на железнодорожном транспорте.

На первом этапе необходимо было создать технический комплекс для гамма-спектрометрической съёмки уровней радиации. В качестве критериев при разработке комплекс были использованы основные требования, изложенные в документах МЭК. Применение в составе автогамма-спектрометра счётно-решающее устройства позволило сократить в 10 раз время одного цикла измерения с 5с (по требованиям МЭК) до 0,5с. Тем самым была обеспечена высокая достоверность регистрации локальных аномалий протяженностью до 1м при скорости движения вагона с измерительным комплексом до 40 км/ч.

В самом начале работ была поставлена задача наряду с интегральной оценкой уровня радиации (мкР/ч) получить информацию об источниках загрязнения:

1. массовых долей тория и урана в

2. массовых доли калия в %;

3. плотность поверхностного загрязнения цезием-137 в Ки/км2 (мкКи/м2).

В качестве «рейперного» радионуклида техногенного загрязнения был принят нуклид цезия, а в качестве «рейперных» радионуклидов естественного характера были приняты нуклиды урана и калия.

Таким образом, была поставлена и успешно решена задача разработки принципиально нового измерительного комплекса, изготовленого в геофизических мастерских ГГП "Невскгеология". Станция прошла ведомственную метрологическую поверку и аттестацию. "Нева - 2М" явилась базовым инструментом, который успешно использовалась как для получения подробной радиологической обстановки на сети железных, так и для радиационного контроля подвижного состава и грузов.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям радиационного фона на сети железных дорог, которые были выполнены по заказу Специального управления МГТС РФ и в окончательном виде представлены в виде информационно - поисковой системы "МАГИСТРАЛЬ", представляющую собой банк данных радиационного состояния железных дорог Российской Федерации.

Основой для наполнения банка послужила информация о радиационном состоянии железных дорог, полученная в ходе планомерного обследования полотна дорог по радиационному фактору с дискретностью представления данных 50 метров и привязкой к Государственной километровой сети. Выбор такого сравнительно мелкого масштаба обусловлен необходимостью представления в картографической форме информации регионального масштаба по глобальному загрязнению полотна дороги радионуклидами. Для просмотра информации локального характера (в масштабе конкретных перегонов) используется вывод на экран ЭВМ карт - графиков изменения радиационных составляющих вдоль полотна дороги, либо, при необходимости - режим табличного просмотра данных с шагом 50 метров и изготовлением твердой копии.

Информационно - поисковая система "МАГИСТРАЛЬ" имеет два режима работы: полный, с реализацией пространственно - картографических запросов и сокращенный, позволяющий оперативно получать информацию о радиоактивном загрязнении полотна дороги без обращения к картографической основе.

Все данные хранятся в специальных форматах и защищены от несанкционированного доступа. Система позволяет оперативно просматривать введенные данные в графической и табличной форме; локализовать участки радионуклид-ного загрязнения путем наложения соответствующих фильтров - запросов.

Рис.1. Распределение средних минимальных (Рmm) и максимальных (Рmax) значений мощности экспозиционной дозы гамма - излучения, а также мощности гамма - излучения на площадных аномальных участках.

При этом реализован двухуровневый способ выбора интересующих пользователя объектов: по пространственному и признаковому критериям.

Отметим так же, что пространственный критерий выбора дает возможность оперировать как чисто географическими понятиями, так и параметрами принадлежности к управленческой структуре МПС (управление - отделение - конкретный участок пути).

Подводя итог обзору радиационной обстановки на сети железных дорог можно сделать ряд выводов. Прежде всего впервые получены достоверные данные по каждой из трех составляющих радиационного фона: природной, тех-

Рис. 2. Влияние состава и концентрации естественных и техногенных радионуклидов на формирование максимальных уровней радиации. ногенно-измененной и искусственной. Даны количественные и качественные определения составляющих радиационного фона и проанализированы причины, вызывающие их изменения. Доказано существенное влияние техногенной составляющей радиационного фона на его изменения.

Экспериментально доказано, что в целом радиационная обстановка на железных дорогах России не слишком отличается от фоновых величин. Разброс значений содержания природных радиоактивных элементов вдоль железнодорожного пути находится в пределах: урана - (1.0 - 4.0)'10"4 %, тория - (2.0 -10.0) -Ю"4 %, калия - 0.5 - 3.5 %, цезиевый фон не высок и составляет 0.05 - 0.25 Ки/км2, а расчетный радиационный фон, обусловленный излучением естественных радиоактивных элементов (ЕРЭ) составляет от 6 - 20 мкР/ч.

В пределах каждой дороги и даже отделения дороги имеются свои специфические особенности, которые обуславливают изменение уровня расчетной дозы гамма-излучения. Анализ результатов записей МЭД гамма-излучения по отдельным участкам дает основание в пределах этих участков рассматривать уровень излучения, как непрерывную случайную величину. Для относительно

коротких участков от 1 до 10км изменение уровня расчетной дозы гамма-излучения может быть описано нормальным законом распределения: шх = М[Х] = 7,9 мкР/ч <т„ = лЬ[Х] = 2,2 мкР/ч (I)

При этом содержание естественных радиоактивных элементов колеблется в пределах: урана - (1.5 - 2.5)х|0",%; тория - (3.0 - 8.0)хЮ"4 % и калия -1.5 - 3.0 %. На рис.3 приведена функция распределения мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма-излучения. Анализ данных показывает, что вероятность появления зон с уровнями фоновой радиации более 15 мкР/ч также невелика и составляет менее 0,034 или 3,4% общей протяженности железнодорожных линий.

1 2 а 4 5 в 7 в 8 10 11 12 МЭД гамм1-ют\чснил (чкР/ч)

Рис.3. Функция распределения МЭД, создаваемого естественными радиоактивными элементами на участках не подверженных техногенному загрязнению.

Вместе с тем данные измерений свидетельствуют о наличии значительных зон радиоактивного загрязнения, в первую очередь это связано с аварией на Чернобыльской АЭС. Более того, в пределах самих загрязненных участков выявлены зоны с аномально высокими уровнями радиации. Детально изучены два типа аномалий: площадные и локальные. Исследованием аномалий, обусловленных наличием цезиевого загрязнения, установлено, что уровни мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма-излучения могут быть описаны нормальным распределением с параметрами: математическое ожидание МЭД составляет а среднее квадратическое отклонение

В отличие от аномалий урановой природы локальные аномалии цезиевой природы крайне редко встречаются на участках пути не подверженных техно-

генному загрязнению. Представляется целесообразным ввести в рассмотрение

степень загрязнения исследуемого участка пути в целом.

137

С учетом градации общего уровня загрязнения Св имеет смысл исследовать условные функции распределения уровня МЭД в аномальной области: Р,(Х | А1), Рг(х | А2), Рз(х | АЗ) И Р4(х | А4), где параметр Л1 характеризует степень загрязнения '"Се (Ки/км2).

Для локальных аномалий урановой природы изменение уровней МЭД в пределах общей площади загрязнения достаточно хорошо можно описать распределением:

Исходя из этого, возникает необходимость периодического изучения и детализация радиационной обстановки на конкретных участках железных дорог России. Изучение динамики изменения радиологической обстановки на сети железных дорог прежде всего позволит с высокой степенью надежности гарантировать радиационную безопасность железнодорожников, членов их семей, пассажиров транспорта, а также обоснованно подходить к прогнозированию необходимости проведения и определению объемов дезактивационных работ.

В вопросах радиационной безопасности особое значение приобретает исследование максимальных возможных доз облучения персонала, выполняющего повседневную работу на путях станций и перегонов. Оценки средней и минимальной доз облучения менее важны для практики радиационного контроля. Для описания распределения экстремальных значений использовано распределение Гнеденко - Вейбулла.

Результаты статистического анализа данных по радиационной обстановке позволили впервые осуществить радиоэкологическое районирование сети железных дорог, определить зоны радиоактивного загрязнения земель железнодорожного транспорта.

* • »

09 08 07 06 о:

04 03 02 01 о

4 В в 10 12 14 16 18 20 22 24 26

Расчетная МЭД «псР/ч

Рис.4.. Функция распределения максимальных значений МЭД

по сети железных дорог.

В процессе проведения работ по изучению радиационной обстановкой на территориях транспорта неоднократно отмечались резкие повышения уровней радиации при прохождении по смежным путям железнодорожных составов. Сопоставление этих фактов послужило основанием для проведения работ по выборочному контролю за радиационным фоном, создаваемым подвижным составом и перевозимыми грузами.

В третьей главе приведены результаты радиационно-гигиенического анализа радиационного контроля подвижного состава и грузов. Методология радиационного контроля во многом определяется типом применяющегося измерительного средства, в качестве которого была задействована пятиканальная гамма-спектрометрическая станция «Нева-2М». Электронным преобразователем обеспечивалось разделение гамма-квантов на энергетические интервалы (каналы): интегральный (ИК) - 0,2 — 3,0 МэВ; дифференциальный канал I (ДК I) - 2,38 - 2,84 МэВ; ДК II- 1,64 -1,88 МэВ; ДК III -1,40 -1,50 МэВ; ДК IV -0,65 -0,73 МэВ. В итоге, после обработки информации счетно-решающим устройством, регистратором производилась запись: интенсивности гамма-излучения в мкР/ч; массовые доли тория и урана в % и калия в %; плотности поверх-

ностного загрязнения цезием-137 в мкКи/м2. Одновременно весь энергетический спектр регистрируемых квантов через микропроцессорный контроллер поступал на ПЭВМ, в процессор которой введена специальная программа обработки, позволяющая воспроизводить на дисплее интенсивность гамма-

излучения и количественные характеристики указанных выше радионуклидов. Весь период наблюдений станция находилась во включенном состоянии, в режиме «ожидания». Регистрация информации производилась только при прохождении составов. Одновременно с регистрацией помощником оператора велось визуальное наблюдение проходящих составов с целью идентификации типов грузов и вероятной оценки причин зафиксированных повышений радиационного фона.

Общий объем контроля -3017 составов на 4-х станциях. Из них в 249 (8,3%) выявлены вагоны с повышенным радиационным фоном. Соответственно средняя вероятность обнаружения повышенного радиационного фона от конкретного вагона составляет

Таким образом, среднестатистически 4,5% грузовых поездов имеют в своем составе груз с относительно повышенным уровнем гамма-излучения. Вероятность транспортировки загрязненных грузов составляет немногим более 0,3% и объем грузов с радиоактивным загрязнением за последние годы сохраняется на одном уровне.

Детальные работы по локализации подвижного состава имеющего радиоактивное загрязнение с последующей дезактивацией показали, что:

10 10-100 100-1000 более 1000

Мощность МЭД гамма-излучения, мкЗ/ч

Рис. 5. Распределение МЭД гамма-излучения, создаваемой радиоактивного загрязненным подвижным составом и перевозимыми грузами.

• в большинстве случаев радиоактивное загрязнение грузов приводит к радиоактивному загрязнению подвижного состава, распределение уровней которых приведено на рис.5;

основной объем радиоактивного загрязнения обусловлен природными радионуклидами;

• наибольшее количество случаев перевозки грузов с радиоактивным загрязнением носит транзитный характер.

В этой связи излишне доказательство необходимости работы постоянно действующего ПРК (мониторинга). Уточнения требуют лишь некоторые аспекты функционирования, а именно:

ПРК должен устанавливаться на крупных железнодорожных узлах (сортировочных, навалочных и т.п.), где может быть обеспечена проверка обнаруженного вагона переносной аппаратурой;

• скорость прохождения состава мимо ПРК не должна превышать 30 км/час (оптимальная 10-20 км/час);

• регистрация измеряемых параметров осуществляется при максимально возможной чувствительности аппаратуры;

• необходимы постоянные наблюдения за колебаниями естественного фона в пункте наблюдений, вероятной причиной которых могут быть погодные условия или изменение геометрии измерений;

• необходимо обеспечить согласованность действий операторов поста с соответствующими службами железнодорожной станции.

Методология и организация функционирования системы радиационного контроля на железнодорожном транспорте требуют совершенствования:

• спектрометрический комплекс должен обеспечивать выдачу результатов измерений мощности дозы излучения в значениях, приведенных к расстоянию 2-х метров от боковой поверхности вагона;

• спектрометрический комплекс должен обеспечивать регистрацию не только гамма-излучения, но и нейтронного излучения и выдачу результатов измерений в значениях эквивалентной мощности дозы излучения (зивер-тах и производных от них) в соответствии с нормативными требованиями;

• необходимо, чтобы станция выдавала результаты определения содержания радионуклидов в контролируемом грузе не в массовых долях, а в нормируемых значениях удельной активности - Бк/кг или Ки/кг и общей активности грузов в вагоне, цистерне, упаковках и др. в Бк (Ки);

• целесообразно расширить спектр контролируемых радионуклидов и в первую очередь техногенных радионуклидов, которые наиболее часто встречаются в перевозимых грузах;

• в организационном плане развернутый пост радиационного контроля, в состав которого входит спектрометрическая станция, должен иметь четко налаженное взаимодействие с соответствующими службами железнодорожных станций. Это позволит по результатам измерений в масштабе реального времени незамедлительно принимать оперативные меры по устранению выявленных нарушений. Учитывая данное положение, спектрометрическая установка станции должна пройти метрологическую поверку и иметь аттестат установленного государственного образца.

В четвертой главе рассмотрена методика оценки риска радиационной аварии на железнодорожном транспорте. Для объективной оценки потенциальной опасности разнородных промышленных объектов и характеристик предлагается система ранговых оценок. Рангом назовем порядковый номер дороги при расположении их в порядке убывания фактора положительно влияющего на вероятность возникновения или тяжесть последствий чрезвычайных радиационно-опасных ситуаций.

Очевидно, что дл я 17 (/=/... 17) железных дорог мы будем иметь N наборов ранговых оценок , при этом наиболее важны следующие классы:

Л,\ - класс признаков железных дорог, обусловленных внутренними условиями транспортной системы (техническое состояние пути, подвижного состава, связи и автоматики, производственная дисциплина и пр.) для I- признаков;

Л^ - класс признаков железных дорог, обусловленных внешними факторами техногенного риска (наличие объектов ядерного топливного цикла, пунк-

тов грузозарождения и грузопогашения радиационно-опасных грузов и пр.) для к- признаков;

- класс признаков железных дорог, обусловленных внешними факторами природного риска (развитие опасных экзогенных геологических процессов - карстообразования, оползней, суффозий, уровень сейсмической опасности, опасных метеоявлений - бурь, ураганов, паводков, снежных заносов и пр.) для /-признаков.

Принимая во внимание перечисленные выше признаки, вероятность возникновения чрезвычайной ситуаций может быть определена по сумме нормированных ранговых оценок:

Обращаем внимание, что при таком подходе не учитывается вес ранга в зависимости от количества классов. Очевидно, что для большего количества признаков вес ранга будет более устойчивым. Поскольку представляемый алгоритм является экспертной оценкой первого уровня, примем ряд допущений -признаки класса независимы между собой и веса факторов равны между собой.

Для полной оценки необходимо ввести объем перевозок, что позволит учесть момент экспертной оценки, т.е. произведений нормированных ранговых оценок на объем перевозок (МБ, [т*км]):

(4)

Сравнивая нормированный ранг признаков и момент нормированных рангов видно, что принципиально результаты не меняются. В 25% списка дорог максимального риска попали одни и те же дороги - Южно-Уральская, Октябрьская, Западно-Сибирская, Московская. Интересно, что последние две дороги имеют принципиально разную структуру пространственного признаков радиационной опасности.

Для Московской дороги характерно наличие множественных признаков

Таблица 1.

Сводная ранговая оценка потенциальной радиационной опасности для железных дорог России

Сумма признаков, Объем перевозок, Нормированный признак объема перевозок Произведение

Железная дорога млн тонн

Л/5 1Л я, 1Л л. Л»

Октябрьская 0,91 121490,5 0,080 0,0731

Московская 1Д4 83465,3 0,055 0,0687

Свердловская 0,17 132418,6 0,088 0,0148

Южно-Уральская 1,08 122862,2 0,081 0,0880

Западно-Сибирская 0,58 179313,2 0,119 0,0689

незначительной «мощности», удаленных друг от друга на значительные расстояния в десятки и сотни километров. Для Западно-Сибирской дороги - наоборот, многочисленные радиационно-опасные производства сосредоточены в пределах Сибирского химического комбината, однако больший объем перевозок нивелирует эту составляющую.

Выводы

1. Впервые получены достоверные данные по каждой из трех составляющих радиационного фона на железнодорожном транспорте: природной, техно-генно-измененной и искусственной. Даны количественные и качественные определения составляющих радиационного фона и проанализированы причины, вызывающие их изменения. Доказано существенное влияние техногенной составляющей радиационного фона на его изменения. На основании экспериментальных данных сформирована полная база данных первичной информации по радиационной обстановке на железных дорогах, которая представлена в компьютеризированной информационно-поисковой системе "Магистраль".

2. Выполнен статистический анализ радиоактивного загрязнения полотна железных дорог общей протяженностью более 80тыс. км, который позволил

определить наиболее часто встречающийся спектр радионуклидов, характер загрязнения, создаваемые дозовые нагрузки. Основные результаты анализа использованы при создании "Атласа радиационной обстановки на сети железных дорог Российской Федерации " и официально приняты и включены в "Единый банк данных о радиационной обстановке на предприятиях МПС России".

Полученные результаты следует рассматривать как важный и необходимый этап по детализации радиационной обстановки на сети железных дорог России. Целесообразно продолжить эту работу с учетом рекомендаций по методологии ее выполнения, отраженных в настоящей работе.

3. Результаты статистического анализа данных по радиационной обстановке позволили впервые осуществить радиоэкологическое районирование сети железных дорог, определить зоны радиоактивного загрязнения земель железнодорожного транспорта. Доказано, что существующая система определения состояния радиационной обстановки на сети железных дорог Российской Федерации заключается в неопределенности параметров радиационной обстановки, которая особенно осложняется при возникновении радиационной аварии, совершении ядерного терроризма и в ходе военных действий.

4. Показана возможность образования значительных зон радиоактивного загрязнения и отсутствие достоверных данных на конкретных участках железных дорог России (только в 1995г обследовано > 8.5тыс.км путей). Исходя из этого, доказана необходимость периодического изучения и детализация радиационной обстановки на конкретных участках железных дорог России. Установлено за период с 1991 по 1995годы снижение МЭД гамма-излучения в среднем на 15% (максимальное - 45%), снижение активности загрязнения '"Сб (Ки/км2) минимально на 11%, а максимальное -70%, при этом следов "привноса" '"Сб не обнаружено, однако теоретически такая возможность не исключается.

Изучение динамики изменения радиологической обстановки на сети железных дорог прежде всего позволит с высокой степенью надежности гарантировать радиационную безопасность железнодорожников, членов их семей, пассажиров транспорта, а также обоснованно подходить к прогнозированию необходимости проведения и определению объемов дезактивационных работ.

5. По результатам статистичекой обработки данных измерений впервые выявлены и проранжированы основные радиационно-опасные аномалии на железнодорожном транспорте. В 1995 году выполнены работы по детализации 65 ранее выявленных локальных аномалий на дорогах. Разработаны вероятностно-статистические модели определения параметров площадных и локальных радиационно-опасных аномалий. Применение указанных моделей позволяет повысить точность и надежность оценок текущей радиационной безопасности работников железнодорожного транспорта, а также существенно улучшить качество прогнозирования изменения радиологической обстановки на железнодорожных путях, полосе отвода и прилегающих территориях.

6. По результатам проведенного выборочного радиационного контроля на ряде станций доказано наличие радиоактивного загрязнения подвижного состава с вероятностью при этом достоверно установлено, что основными факторами, вызывающими радиоактивное загрязнение, являются несанкционированной перевозкой радионуклидной продукции, радиоактивных отходов и минерального сырья повышенными концентрациями естественных радионуклидов.

7. Классификация радиоактивного загрязнения подвижного состава и грузов свидетельствует о том, что наиболее часто встречается загрязнение природными радионуклидами, а наиболее высокие уровни рисков облучения вызваны загрязнением техногенными радионуклидами.

8. Основываясь на результатах контроля радиоактивного загрязнения подвижного состава и грузов доказана необходимость организации в рамках отрасли объективного, систематического радиационного контроля (мониторинга) за перевозимыми грузами. Правовой базой мониторинга должна стать единая для отрасли концепция системы радиационного контроля за перевозимыми грузами. В концепции должны быть четко определены задачи, решаемые в интересах отрасли, достигаемые результаты, в т. ч. с учетом экономической эффективности, технологии контроля, организационно-структурное построение системы, нормативно-правовое обеспечение, требования к техническим средствам и исполнителям контроля, методическое, метрологиче-

ское и информационное обеспечение отраслевой системы контроля, основные требования по порядку реагирования при выявлении источников радиации в перевозимом грузе и подвижном составе, взаимодействие (внутри- и межведомственное) в ходе контроля.

9. Выполнен пространственный анализ взаимного расположения объектов ядерного-топливного цикла относительно сети железных дорог, технического состояния маршрутов перевозки радиационно-опасны грузов. Установлено, что различные железные дороги России характеризуются различным уровнем техногенной радиационной опасности железных дорог, которая формируется мощностью и взаимным расположением радиационно-опасных объектов. Проведенное исследование позволило ранжировать железные дороги России по степени существующего радиоактивного загрязнения и потенциальной опасности его возникновения, прогнозировать последствия радиационных аварий на транспорте и свести к минимуму возможные потери.

10. Проведенный сопоставительный анализ типов загрязнений подвижного состава и имеющихся в распоряжении МПС конструкций для механизации технологических процессов в пунктах спецобработки показал недостаточную эффективность данных устройств. В связи с этим разработана конструкция нового комплекса для проведения дезактивации подвижного состава. Схемные и конструктивные элементы комплекса включены в состав типовой проектной документации "Пункт дезактивации железнодорожного подвижного состава", а также в ведомственные указания, инструкции и методические рекомендации.

Список опубликованных работ

1. Берзина И.Г., Гусев З.Б., Севастьянов В.В. Альфа-активное загрязнение биологических объектов и природных сред на различных территориях железнодорожного транспорта. Депонент редакции "Гражданская защита", 1992г.- 14с.

2. Богоявленский А.П., Петров А.Г., Севастьянов В.В. Результаты опытно-методических работ по созданию измерительного средства и разработке методики для оценки радиоактивного загрязнения железнодорожных путей. Л., Региональный геологоэкологический центр "Невскгеология", 1990 г. -107 с.

3. Результаты гамма-спектрометрического исследования радиационного состояния путей на железных дорогах России в 1992. Богоявленский А.П., Гри-сенко A.M., Лейба В.М., Севастьянов В.В.. С-Пб., РГЭЦ "Невскгеология", 1993 г.-241с.

4. Создание банка данных о радиационной обстановке на сети железных дорог России. Грисенко A.M., Коронкевич К.А., Севастьянов В.В., Цепакин А.Ш.. Руководство пользователю системой. С-Пб., РГЭЦ "Невскгеология", 1994 г. -20с.

5. Положение о сети наблюдения и лабораторного контроля гражданской обороны на железнодорожном транспорте Российской Федерации. Базазьян

A.Г., Захарова Т.Б., Козлова Л.А., Севастьянов В.В., Свистунова Т.С.. Москва, Транспорт. 1996 г. - 76с.

6. Севастьянов В.В., Мейлихов И.И., Андреев И.Д. Задача казалась невыполнимой. Гражданская защита. 1992. №5. -С. 14-19.

7. Радиация на обочине железнодорожных путей. Севастьянов В.В., Реметов

B.В., Грисенко A.M., Потифоров А.И.. Гражданская защита. 1993. №7. - С.8-15.

8. В.В. Севастьянов, A.M. Кореневский. Новые подходы при создании пунктов дезактивации. Гражданская защита. 1991. № 7. - С.4-12.

9. В.В. Севастьянов, A.M. Кореневский. Установка для дезактивации железнодорожного подвижного состава. Патент № 2059485 по классу В 60 S3/04. Опубл. В Б.И. 10.05.1996г.

10. В.В.Севастьянов. Радиации - прочный заслон. По следам кружений. Железнодорожный транспорт. 1996.№1 -С. 24-26.

11. В.В.Севастьянов, A.M. Кореневский. Экологически чистые технологии подготовки вагонов на железнодорожном транспорте. // Экология и железнодорожный транспорт. 1995. №2. - С. 6-18.

12. Атлас радиационной обстановки на железных дорогах Российской Федерации. Грисенко A.M., Коронкевич К.А., Решетов В.В., Севастьянов В.В., Семенов Ю.И. Научно-справочное пособие. М. "Высокоскоростные магистрали -XXI век" 1995 г.-283 с.

05.3.6

Севастьянов Виктор Владимирович Оценка радиационной обстановки на железном транспорте Специальность 05.26.02 - Безопасность в чрезвычайных ситуациях (транспорт)

Подписано к печати: 18, 2005г.

Объем: 1,5 п.л. Формат бумаги: 16 Ч

Заказ: 260._^ир#с^С|э»а! I

Типография МИИТ, 127994, Москва, ул. Образцова, 15. \ ^ % \ ** §

19 МАЯ 2005 Ч С