Приборы радиационной разведки и контроля радиоактивного заражения ведущих зарубежных стран (2021)

Майор М. Оздоев

Несмотря на предпринимаемые мировым сообществом усилия по ядерному сдерживанию, соблюдению технологий строительства и эксплуатации атомных электростанций, мест хранения источников ионизирующих излучений, существует все же вероятность возникновения аварий, а иногда и террористических акций, которые могут привести к радиационному загрязнению местности. Кроме того, следует отметить, что международный Договор о нераспространении ядерного оружия, запрещающий его разработку, испытание, хранение, приобретение, транспортировку и использование, подписали не все страны.

Поэтому в ведущих зарубежных странах активно проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по совершенствованию существующих и разработке новых измерительных приборов радиационной разведки и контроля радиоактивного заражения.

К ним относятся: измерители мощности дозы (радиометры); измерители дозы (общевойсковые и индивидуальные дозиметры); измерители удельной и поверхностной активности (гамма-сенсоры, масс-спектрометры). Все приборы радиационной разведки и контроля радиоактивного заражения должны отвечать следующему перечню требований: широкий диапазон соответствующих измерений; повышенное быстродействие; надежность, включающая в себя безотказность, долговечность и ремонтопригодность; минимальная погрешность измерения; высокая чувствительность; длительное время работы прибора/аккумулятора без зарядки; уменьшенные масса и габариты. Приборы должны сохранять работоспособность при воздействии следующих факторов: высоких доз гамма-излучения; помех от электромагнитных полей; сбоев в электропитании.

Наиболее полно перечню установленных требований соответствуют образцы средств, состоящих на вооружении ведущих зарубежных стран, таких как США, Великобритания, Германия и Франция.

В США на вооружении ВС состоит прибор радиационной разведки AN/PDR-77, предназначенный для измерения параметров альфа-, бета-, гамма-излучений и измерения индивидуальной дозы гамма- и нейтронного излучения соответственно.

Прибор состоит из пульта управления, блока измерения, блока питания, датчика альфа-, бета-, гамма-излучения и блока для регистрации рентгеновского излучения. Время работы на одной зарядке аккумулятора составляет не менее 100 ч. Масса комплекта 5,4 кг.
К достоинствами прибора относятся:
- возможность измерения мощности дозы альфа-излучения от 0,1 мкГр/ч до 6,7 Гр/ч, бета-излучения от 0,1 мкГр/ч до 5 Гр/ч, гамма-излучения от 0,1 мкГр/ч до 999 Гр/ч;
- устойчивость работы при любых погодных условиях;
- возможность работы в условиях отсутствия постоянного электропитания.

Широко применяемым в ВС США является прибор  радиационной разведки AN/VDR-2. Прибор предназначен для измерения мощности дозы гамма- и бета-излучений в диапазонах от 0,1 мкГр/ч до 100 Гр/ч и от 0,1 мкГр/ч до 5 Гр/ч при ведении разведки спешенными военнослужащими или на транспортных средствах. В состав входят измерительный датчик и комплект приспособлений для установки на боевой технике и летательных аппаратах. При ведении воздушной радиационной разведки учитываются данные бортового высотомера в целях расчета параметров ионизирующего излучения на высоте один метр от поверхности земли. Для проведения измерений под водой на глубине до 30 м прибор может комплектоваться выносным погружаемым блоком, изготовленным из нержавеющей стали, и специальным удлинительным кабелем. Погрешность измерения прибора составляет 25%

Относительная погрешность измерения может увеличиваться вследствие отклонения от стандартных условий эксплуатации дополнительно на 10% при установке на боевые машины или летательные аппараты и может превышать 30% Для увеличения чувствительности проводимых на высоте измерений и уменьшения дополнительной погрешности в приборах используют блок регистрации частиц - сцинтиллятор (принцип действия основан на излучении света при поглощении ионизирующего излучения). Такой блок входит в состав прибора воздушной радиационной разведки AN/ADR-6, находящегося на вооружении США.

Прибор AN/ADR-6 предназначен для измерений уровня гамма-излучения в диапазоне от 0,5 Р/ч до 10 000 Р/ч на высотах от 1 до 300 м и может быть установлен на вертолете или дистанционно управляемом летательном аппарате.

Датчик для измерения гамма-излучения устанавливается снаружи, чтобы избежать ослабления радиоактивного излучения корпусом воздушного судна. Затем, используя данные высотомера, устройство приводит измеренное значение мощности дозы к значению таковой на высоте 1 м. Результат отображается на табло измерителя мощности дозы и записывается на бумаге печатным устройством. Показания прибора могут также быть переданы по радиоканалу на землю или на другой летательный аппарат. Масса оборудования составляет менее 33 кг, быстродействие - 1 с.

Кроме обнаружения радиоактивного излучения на местности необходимо знать уровень воздействия ионизирующих излучений на личный состав для определения радиационных потерь, оценки боеспособности войск по радиационному фактору и первичной диагностики степени тяжести лучевых поражений. С этой целью применяются приборы контроля облучения личного состава. Так, на вооружении США состоит индивидуальный дозиметр AN/UDR-13 "Радиак" с рабочим диапазоном температур прибора от -50 до +50 °С и массой до 270 г.

Прибор предназначен для измерения мощности гамма-дозы до 1000 рад/ч и общей суммарной дозы гамма/нейтронов в диапазоне от 0,001-1 000 рад. В приборе AN/UDR-13 реализованы различные режимы работы, а также подача звукового и светового сигнала при достижении порогового значения поглощенной дозы или мощности экспозиционной дозы. Быстродействие прибора составляет около 4 с.

Отличительной особенностью дозиметра является отображение на дисплее времени, оставшегося до получения предельной допустимой дозы. Недостатки - низкая защищенность от воздействия воды и отсутствие возможности автономной передачи данных на пункт сбора информации, а также высокая погрешность измерения ±20%, что важно для контроля индивидуальных доз личного состава.

Кроме того, высокая погрешность средств регистрации источников излучения характерна и для бортовых приборов радиационной разведки. В целях повышения точности измерений в Великобритании разработан прибор радиационной разведки ANV S2-FV, измеряющий мощность дозы гамма-излучения снаружи и внутри транспортного средства с предоставлением информации о суммарной дозе облучения. Прибор состоит из двух датчиков, установленных снаружи транспортного средства, и одного датчика - внутри, что позволяет проводить измерения более точно. Достоинствами прибора являются расширенный спектр измерений, высокая защищенность от электромагнитных помех и возможность дистанционной передачи данных в центр сбора информации, устойчивость к перебоям в сети электропитания.

Помимо него на вооружении ВС Великобритании находится прибор радиационной разведки GR-135, обладающий возможностями лабораторного гамма-спектрометра и радиометра. Он состоит из нескольких датчиков, таких как сцинтиллятор на основе иодида натрия, счетчик Гейгера-Мюллера и нейтронный спектрометр. К преимуществам прибора можно отнести быстродействие (менее 1 с) и способность определять радионуклидный состав продуктов ядерного взрыва и их период полураспада.

Гамма-спектрометр способен работать в автоматическом и полуавтоматическом режимах. В автоматическом режиме осуществляется постоянный контроль радиационной обстановки. При этом на дисплее отображается график зависимости мощности дозы (пересчитывается в экспозиционную, эквивалентную или поглощенную) от времени. В случае превышения фонового значения высвечивается предупреждение и проводится анализ, по результатам которого прибор отображает изотопный состав обнаруженного радиоактивного материала. Измеренные данные сохраняются и передаются в электронном виде для дальнейшего анализа.

В полуавтоматическом режиме процессом радиационной разведки управляет оператор. Прибор может работать в режиме сигнализатора радиоактивного заражения. Разъем RS-232C обеспечивает соединение прибора с персональным компьютером. Время измерения составляет не более 1 с, масса - 5,9 кг.

В Германии разработаны образцы с уменьшенными массо-габаритными параметрами, не уступающие аналогам с большими характеристиками, при этом приборы имеют высокое быстродействие при регистрации ионизированных частиц.

 Например, масса дозиметра GPD 150G составляет 110 г, а дозиметра ED 150 - 50 г, принцип работы которых основан на сцинтилляционном методе регистрации частиц. При использовании такого метода повышается быстродействие прибора, время измерения составляет менее 1 с. GPD 150G и ED 150 обнаруживают коротковолновые альфа- и бета-частицы, что важно учитывать при радиационном контроле продуктов питания и воды. При работе под воздействием повышенных электромагнитных полей эти дозиметры могут показывать ошибочные значения, что является существенным недостатком.

Кроме носимых дозиметров на вооружении бундесвера находится прибор радиационной разведки, входящий в состав бортового комплекта специального оборудования, - радиометр СВГ-2 с увеличенным объемом оперативной памяти и возможностью оперативного сбора, обработки и передачи данных.

 Он используется для измерения поверхностной активности загрязненных объектов альфа-, бета- и гамма-активными изотопами. Предусмотрена возможность записи показаний прибора, редактирования и хранения до 330 групп измерений, а также возможность отображения на дисплее даты, времени, географических координат и мощности дозы. Масса радиометра 1,7 кг.

Необходимость оперативного получения и обработки информации о радиационной обстановке в короткие сроки обусловливает постоянный поиск путей совершенствования методов и средств измерения ионизирующих излучений, а также способов сбора и обработки информации о радиационной обстановке.

Во Франции разрабатываются малогабаритные средства с возможностью удаленного размещения прибора на зараженной местности и дистанционного сбора данных.

 Так, индивидуальный дозиметр DOSICARD, отличающийся своим размером с кредитную карточку, предназначен для измерения поглощенной дозы от 0,0001 до 1 000 рад и мощности дозы излучения от 0,0001 до 100 рад/ч. На приборе возможно выбрать режим работы, устанавливать пороговые значения подачи сигнала и хранить данные до одного года. На экране отображаются данные или результаты измерений (текущая доза, мощности дозы и суммарной дозы).

Французский дозиметрический комплект SOR состоит из индивидуальных дозиметров двух типов SOR/T и SOR/R и используется для решения задач по радиационному контролю. Индивидуальный дозиметр SOR/T предназначен для измерения дозы гамма- и нейтронного излучений в диапазоне от 5×10-2 до 10 Гр и для измерения фонового уровня гамма-излучения в окружающей среде.

Индивидуальный дозиметр SOR/R можно использовать только для измерения дозы гамма-излучения окружающей среды в диапазоне от 1×10-6 до 10 Гр.

Отличительная особенность данных приборов - это автоматическое изменение режима считывания, что позволяет переносить оба устройства под защитной фильтрующей одеждой. Благодаря небольшим массо-габаритным характеристикам (масса 55 г и габаритные размеры 8×4,8×0,9 см) дозиметр является оптимальным для использования в полевых условиях. Погрешность измерений составляет ± 30% Прибор устойчив к воздействию влаги, ударам, вибрации, перепадам давления и может хранить информацию в памяти без элементов питания не менее 10 лет. Для считывания и сохранения данных с 250 индивидуальных дозиметров SOR в полевых условиях могут использоваться дозиметрические считывающие устройства: XOM/T - переносной и XOM/R - стационарный.

При необходимости данные с устройств передаются на пункт управления, связь с которым может осуществляться по радиоканалу, через модем или по кабелю.

Принципиальным отличием дозиметрического комплекта SOR от ранее разработанных является способность дистанционного контроля индивидуальной дозы.
Его использование вместе со считывающим устройством обеспечивает оперативный дистанционный сбор и обобщение данных о дозах, дате, времени и месте получения с 250 дозиметров на расстоянии до 1 км. С помощью полученных данных командир подразделения может контролировать дозу облучения, полученную каждым подчиненным.

 Во Франции на вооружении находится комплект радиационного контроля DOK DUK, в состав которого входит радиометр DOK, измеряющий мощность дозы гамма-излучения, активность излучения плотность потока, и дозиметр DUK, используемый для проведения контроля радиоактивного заражения. Достоинством комплекта по сравнению с зарубежными аналогами является возможность дистанционного расположения датчиков от пункта сбора информации. Два датчика измерения излучения подключаются к устройству считывания с помощью кабелей длиной до 50 м. Масса радиометра и дозиметра составляет 450 и 260 г соответственно.

Дозиметр-радиометр DOM DOR, предназначенный для ведения радиационной разведки и контроля радиоактивного загрязнения, а также для определения суммарной дозы облучения военнослужащих, состоит на вооружении Франции и Бельгии. Прибор поставляется как отдельно, так и с внешними гамма-, бета- и альфа-блоками для осуществления контроля радиоактивного загрязнения оборудования, обмундирования, продовольствия и воды. В комплект могут входить крепежные приспособления для установки на борту транспортного средства.

Дозиметр-радиометр водонепроницаем и устойчив к механическим воздействиям. Предусмотрена возможность автоматического самотестирования устройства и выбора режима работы, а также возможность установки пороговых значений подачи сигнала. Время работы на одной зарядке аккумулятора не менее 100 ч. Условия эксплуатации: температура от -25 до +50 ºC. Этот прибор обладает чувствительностью, позволяющей, например, в случае аварии, произошедшей при хранении ядерного боеприпаса, обнаружить местонахождение локальных источников радиоактивного излучения на расстоянии до 2 м.

Анализ характеристик средств радиационной разведки и контроля, имеющихся в вооруженных силах ведущих зарубежных стран позволил выделить следующие их преимущества:
- компактность, ударопрочность и водонепроницаемость;
- защищенность от электромагнитных помех;
- способность работать автономно в непрерывном режиме;
- измерение мощности дозы нескольких типов излучений одним прибором;
- возможность дистанционного расположения датчиков от пункта сбора информации;
- продолжительное время работы без дозарядки;
- возможность записи показаний прибора, редактирования и хранения.

При этом основными недостатками средств измерения являются:
- высокая относительная погрешность измерения (± 20-30%);
- отсутствие автономной передачи данных на пункт управления (за исключением французских образцов).

С целью устранения указанных недостатков предусмотрено следующее:
- использование сцинтилляционных датчиков для обеспечения высокой скорости подсчета частиц;
- применение высококачественных германиевых датчиков для повышения чувствительности войсковых приборов и увеличения дальности обнаружения;
- оснащение приборов аппаратурой передачи данных системы управления войсками для повышения степени оперативности управления личным составом и уменьшения времени на принятие решений;
- разработка многофункциональных измерительных систем, позволяющих определять как степень загрязнения местности и облучения личного состава, так и радионуклидный состав продуктов ядерного взрыва, их период полураспада и оценку спада уровня радиации за счет объединения различных типов датчиков в одной системе;
- установка средств радиационной разведки на БПЛА с целью увеличения площади и оперативности поиска источников ионизирующего излучения.

Таким образом, наиболее важными направлениями развития приборов являются: повышение точности, увеличение дальности обнаружения, снижение массо-габаритных параметров, обеспечение многофункциональности и автоматической передачи данных на пункт управления. Это позволит средствам радиационной разведки и контроля ведущих зарубежных стран обладать высокими тактико-техническими характеристиками, обеспечивающими требуемую эффективность их применения.

Зарубежное военное обозрение. - 2021. - №2. - С. 44-50

Всего комментариев: 0
avatar