Data on instrumentation and methodological support of radioactive release monitoring are summarized. Flow charts of continuous and periodical (analytical) gas release monitoring are described. Methods used at the Mayak PA for monitoring of the air medium activity in process ducts, room active ventilation systems and gas release sources are summarized.
gas-aerosol emissions, monitoring methods, sampling equipment, gaseous tritium, tritium oxide, carbon-14, inert radioactive gases
Несмотря на предварительную очистку
газообразных потоков на предприятиях
ядерного топливного цикла, часть аэро-
золей, паров и газов поступает в окружающую
среду. В соответствии с действующими нормами
и правилами в области радиационной безопас-
ности и природоохранного законодательства,
для обеспечения стабильной работы предпри-
ятия, охраны здоровья персонала и населения
необходима достоверная и оперативная оценка
радиационных параметров промышленных
систем предприятия. На ФГУП «ПО «Маяк»
создана и успешно функционирует автомати-
зированная система радиационного контроля
(АСРК) объемной активности газовой среды
технологических трактов, спецвентиляции
помещений и всех основных
источников выбросов радиону-
клидов в атмосферу, обеспечи-
вающая оперативно-предупре-
дительный контроль. Наряду
с АСРК, выполняется перио-
дический контроль радиону-
клидного состава и объемной
активности газообразных
выбросов, что позволяет
отслеживать содержание всех
подлежащих контролю норми-
руемых радионуклидов.
Методическое обеспечение
контроля газообразных вы-
бросов из основных источни-
ков многопрофильного пред-
приятия ФГУП «ПО «Маяк»
главным образом зависит
от типа производства. Так,
например, для реакторно-
го производства основными
составляющими воздушного
выброса по активности явля-
ются радиоизотопы инертных
газов (Ar-41, Xe-133, Kr-85)
и тритий, в газообразной
фазе выбросов присутствуют
также углерод-14, радиоизо-
топы йода и аэрозоли Co-60,
Mn‑54, Na-24, Cu-64, Cr-51,
Cs-137, Ce-144 и др. В отли-
чие от энергетических реакто-
ров (АЭС) с постоянным то-
пливным составом количество
аэрозолей промышленного
реактора ФГУП «ПО «Маяк»
зависит от вида облучаемых
блоков, загруженных в актив-
ную зону реактора, периода
рабочей кампании, периода
эксплуатации реактора, темпе-
ратуры активной зоны и т. д.
Общая схема радиацион-
ного контроля для реакторно-
го производства ФГУП
«ПО «Маяк» представлена
на рис.1.
Представленная на рис.1
схема отображает общий
подход контроля выбро-
сов на предприятии ФГУП
«ПО «Маяк» вне зависимости
от типа производства:
·· контроль суммарной актив-
ности выброса;
·· контроль с улавливанием и
концентрированием радио-
нуклидов;
·· контроль аэрозолей.
Прямые методы контроля
Контроль суммарной
объемной активности радио-
активных газов в источнике
выброса в режиме реально-
го времени (непрерывный
контроль) обеспечивается
ионизационным методом
с использованием измери-
тельных трактов с блоками
детектирования БДГБ-14И
или другого типа, производи-
мых на ФГУП «ПО «Маяк»
[1]. БДБГ-14И относится
к элементам нормальной
эксплуатации, имеет класси-
фикационное обозначение 3Н
по НП-016-05 (ОПБ ОЯТЦ),
НП-001-97 (ОПБ-88§97),
ПОБ КПРУ-98 и исполне-
ние в виде двух вариантов
(рис.2) с характеристиками,
указанными в табл.1:
Рис.1. Схема контроля газообразных выбросов.
Фильтры
АФА и
МАЙ
Измерительный
тракт
Система
радиационного
контроля
Система
улавливания
Измерительный
тракт
Регулятор-
измеритель
расхода газа
Уточнение КПИТ
Вход газа
Выход газа
ИВ
ИВ
58 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
·· с проточной ионизаци-
онной камерой ПИК-10
ЖГИЦ.418221.006;
·· с диффузионной иониза-
ционной камерой ДИК-02
ЖГИЦ.418221.007.
Ионизационный метод
хорошо реализуем в широ-
ком диапазоне активности
для контроля газообразного
выброса бета-активных газов,
в виде моногаза. Объемную
активность вычисляют по ре-
зультатам измерений иониза-
ционного тока, создаваемого
радионуклидом во внутреннем
объеме ионизационной камеры
блока детектирования с уче-
том коэффициента преобразо-
вания ионизационного тока и
объема прокачанного газа.
При нормальном режиме
эксплуатации реакторных
установок или химических
производств данный способ
непригоден, поскольку не
позволяет контролировать
газовоздушную смесь (ГВС)
на уровне значений нижней
границы диапазона измерений
аппаратуры. Для определе-
ния радионуклидного состава
при контроле многокомпо-
нентного газа и повышения
чувствительности контроля
малых значений активностей
радионуклидов в газообраз-
ном выбросе применяют
системы улавливания газо-
образных выбросов с по-
следующим измерением их
спектрометрическими мето-
дами: жидкосцинтилляцион-
ным (альфа-бета-радиометр
спектрометрический Tri‑Carb,
Quntulus-1220) и гамма-спек-
трометрическим (гамма-спек-
трометр с ОЧГ-детектором).
Пробоотборные системы
для улавливания трития и
углерода-14
Для периодического отбора
проб трития (в форме НТО и
T2O) и углерода-14 (в фор-
ме CO2 ) из ГВС на ФГУП
«ПО «Маяк» разработаны
и действуют простые пробо-
отборные устройства. Они
представляют собой наборы
последовательно подключен-
ных барботеров, заполненных
сорбционными раствора-
ми, которые подключаются
к пробоотборным системам
вентиляционных труб. Регу-
лировка скорости прокачки
ГВС через систему барботе-
ров и контроль за поддержа-
нием постоянной скорости
прокачки ведется с помощью
ротаметров в ручном режиме.
На рис.3 представлены виды
данных барботеров.
Для осуществления отбора
проб трития в газообразной и
органически связанной форме
и углерода-14 в формах CO,
СхНу, СхTуO применяется
установка автоматизиро-
ванная пробоотбора трития
Табл.1. Характеристики блоков детектирования.
Тип
исполнения
Номер
в Госреестре
Объем
ионизационной
камеры, дм3
Диапазон измерений, Бк⋅м–3
Н-3 С-14 Хе-133, Kr-85, Ar-41
БДГБ-14И 59721-15 10 от 4⋅104 до 5⋅109 от 4⋅103 до 4⋅109 от 2⋅103 до 4⋅1010
БДГБ-14И-1 59721-15 0,2 от 4⋅107 до 5⋅1011 от 4⋅106 до 4⋅1011 от 2⋅106 до 4⋅1012
Рис.2. Блок детектирования в двух исполнениях: БДБГ-14И (а) и БДБГ-14И1 (б).
а б
АНРИ / № 1 (108) 2022 59
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
и углерода-14 УОТ-02 [2],
разработанная специалистами
ФГУП «ПО «Маяк». УОТ-02
представляет собой шкафную
конструкцию с выносными
элементами, которая пред-
ставлена на рис.4.
Контроль объемной ак-
тивности трития и углеро-
да-14 в ГВС (в газообразных
выбросах или приземном слое
атмосферы) основан на на-
коплении трития в форме
тритиевой воды, углерода-14
в форме карбоната путем
непрерывной прокачки через
барботеры с сорбентами и
дальнейшем анализе жидко-
сцинтилляционным методом.
Объемную активность трития
в форме НТО и углерода-14
в форме СО2 в газообразном
выбросе устанавливают рас-
четным путем по результатам
измерений объемной активно-
сти в счетном образце (СОБ),
приготовленном из раствора
барботера, с учетом коэффи-
циента улавливания и объема
прокачанной ГВС. Объемную
активность трития в форме
НТ, СхTу и углерода-14
в форме CO, СхНу, СхTуO
в газообразных выбросах
устанавливают расчетным пу-
тем по результатам измерений
объемной активности в СОБ
с учетом коэффициента
улавливания, коэффициента
конверсии и объема прока-
чанной ГВС.
Пробоотборные систе-
мы для отбора инертных
радиоактивных газов
Система улавливания газо-
образных выбросов представ-
ляет собой автоматизирован-
ное пробоотборное устройство
РГБ-18 [3], предназначенное
для разделения газообразных
Рис.3. Пробоотборное устройство для трития (а) и углерода-14 (б).
а б
Рис.4. Конструктив автоматизированного устройства
пробоотборного трития и углерода УОТ‑02 одиночного «шкафа».
Фильтр на вытяжке
Шкаф
Фильтродержатель
Электромагнитные
клапаны
Расходомер газа
Панель управления
Кассеты барботеров
Термоэлектрическая
сборка
Панель оператора
УКО
Преобразователь
измерительный
влажности
и температуры
Насос
Осушитель
БД
60 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
выбросов на составляющие ее
фракции радионуклидов,
позволяющие измерять ак-
тивность каждого радиону-
клида из ГВС. Определение
активностей радионуклидов,
выброшенных в атмосферу,
выполняют по результатам из-
мерений ионизационного тока,
создаваемого бета-излучением
радионуклидов во внутреннем
объеме блока детектирования
БДГБ-14И с учетом фона, ко-
эффициента преобразования
ионизационного тока, уста-
новленного по результатам
определений радионуклидного
состава, активности инерт-
ных радиоактивных газов
гамма-спектрометрическим
методом с использованием
криогенного замораживания,
активности радионуклидов
трития и углерода-14, изме-
ренной жидкосцинтилляци-
онным методом, и объема
прокачанного газообразного
выброса через РГБ-18. В со-
став РГБ-18 входят:
··фильтродержатели;
·· узел азотных ловушек;
·· узел барботеров;
·· блоки детектирования
БДГБ-14И;
·· расходомер газа c функцией
регулирования;
·· контроллер управления
установкой;
·· панель оператора;
·· программное обеспечение
накопления и обработки
архива;
·· датчики температуры, влаж-
ности, давления;
·· насос.
На рис. 5 и 6 представлена
пневматическая схема отбо-
ра газообразного выброса и
внешний вид установки.
Особенностью пробоот-
борного устройства РГБ-18
является применение азотных
ловушек при температуре
жидкого азота (tкип = –196 °С)
Рис.5. Блок-схема установки РГБ-18.
К-1, К-2, К-12 – клапан отсечной;
К-3 – К-11 – клапан нормально-закрытый;
Ф2 – фильтр-регулятор;
АТ1, АТ2 – змеевик;
О1, О2 – осушитель;
Т1, Т2 – преобразователь измерительный влажности и температуры;
Р1 – Р5 – клапаны с коммутируемыми штуцерами;
Д1 – клапан игольчатый;
БД1, БД2, БД3 – блоки детектирования;
АЛ1, АЛ2 – азотные ловушки;
БН3, БС-14 – барботеры;
МН1, МН2 – преобразователь давления;
Н1 – насос;
РС1 – ресивер.
АНРИ / № 1 (108) 2022 61
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
с наполнителем из пори-
стой структуры с высокой
удельной поверхностью, что
позволяет сконцентрировать
инертные радиоактивные газы
в двух последовательно соеди-
ненных криогенных ловушках
и уловить изотопы ксенона
и криптона на 100%, аргона
на 70%.
Контроль аэрозолей
Анализ аэрозолей
на ФГУП «ПО «Маяк»
проводят как в текущем
режиме, так и после завер-
шения процедуры пробоот-
бора, т. е. с задержкой во
времени. В качестве анали-
тических фильтров исполь-
зуют фильтры марки АФА-
РСП, АФА‑РМП, «МАЙ»
(для контроля йода).
Для оперативного изме-
рения суммарной объемной
активности долгоживущих
альфа-активных аэрозолей
в воздухе рабочей зоны и
в выбросах в атмосферу
из воздуховодов технологи-
ческих и вентиляционных
систем предприятия на фоне
присутствия естественных
короткоживущих аэрозолей и
контроля радиационной обста-
новки применяют радиометри-
ческие установки РАА-01 [4]
и РАА-02 [5], разработанные
приборомеханическим заво-
дом ФГУП «ПО «Маяк»,
вид которых представлен
на рис.7 и 8. Радиометриче-
ские установки внесены
в Госреестр: РАА‑01
(под N 57703-14) и
РАА‑02 (под N 58798-14) и
являются сертифицированны-
ми техническими средствами
для контроля альфа-излуча-
ющих аэрозолей на объек-
тах использования атомной
энергии.
В состав установки РАА-01
входят следующие техниче-
ские средства:
·· датчик-А ЖГИЦ.418223.
002-01 для преобразова-
ния поверхностной ак-
тивности альфа-частиц,
осажденных на фильтре
типа АФА‑РСП-20 или
АФА‑РМП-20, в скорость
Рис.6. Внешний вид установки РГБ-18.
Рис.7. Установка радиометрическая РАА-01.
62 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
счета статистически рас-
пределенных во времени
импульсов тока;
·· устройство преобразо-
вания комбинированное
УПМ‑12 956-0800 для ам-
плитудного отбора импуль-
сов, поступающих с дат-
чика А, распределения их
по двум трактам измерения
с целью исключения радоно-
вой составляющей, а также
формирования их по ампли-
туде и длительности;
·· блок обработки информации
БОИ-01 ЖГИЦ.301441.001,
включающий в себя:
-- электронный ротаметр
Honeywell AWM720P1
для измерения расхода
воздуха, проходящего
через пробоотборную
систему;
-- сетевой фильтр EMI Filter
DL-1D31 для обеспечения
помехозащищенности;
-- блок питания TracoPower
TXL035-1212D для пита-
ния технических средств;
-- модуль ICP-con I-7080
Counter§Frequency Input
Module для приема и об-
работки числоимпульсных
сигналов с УПМ-12;
-- модуль ICP-con I-7017
8-Channel Analog Input
Module для приема и
обработки аналогового
сигнала с электронно-
го ротаметра Honeywell
AWM720P1, контроля
низковольтного питания и
режима замены фильтра.
Принцип регистрации
искусственных долгоживущих
альфа-активных нуклидов
на фоне присутствия есте-
ственных короткоживущих ос-
нован на разделении по энер-
гиям: один канал УПМ-12
настроен на энергию 5,15 МэВ
(искусственные долгоживу-
щие), а второй – на энергию
8 МэВ (естественные коротко-
живущие). После измерения
приращения поверхностной
активности альфа-излучающих
аэрозолей, осевших на филь-
тре за определенный проме-
жуток времени, и вычисления
объема прокачанного через
фильтр воздуха за этот же
промежуток времени выполня-
ется вычисление по заданному
алгоритму объемной актив-
ности альфа-излучающих
аэрозолей. При расчете объ-
емной активности учитывается
проскок альфа-частиц через
фильтр, а также самопоглоще-
ние альфа-частиц материалом
фильтра и веществом осадка.
Установка РАА-02 имеет
два исполнения: РАА-02-Р
(для измерения объемной
активности ДЖА в воздухе
рабочей зоны) и РАА-02-В
(для измерения объемной ак-
тивности ДЖА в выбросах).
В состав установки РАА-02
входят:
·· блок детектирования
БДПА‑02 ЖГИЦ.418252.
006 (далее – блок БДПА);
·· ротаметр РМ-IV-4,0 ГУ3-К
ЛГФИ.407142.001 (далее –
ротаметр);
·· воздухозаборник ЖГИЦ.
306584.003(-01) (далее –
воздухозаборник).
Модули блока БДПА вы-
полняют следующие функ-
ции:
·· модуль МДК-20, являю-
щийся кремниевым спек-
трометрическим модулем
детектирования альфа-излу-
Рис.8. Установка радиометрическая РАА-02.
РАА-02-Р РАА-02-В
АНРИ / № 1 (108) 2022 63
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
чения, преобразует энер-
гию альфа-излучающих
радионуклидов в пропор-
циональный ей по ампли-
туде электрический сигнал
со скоростью счета импуль-
сов, пропорциональной по-
току альфа-частиц. Детек-
тирование альфа-излучения
осуществляется кремниевой
планарной ионно-имплан-
тированной детектирующей
структурой n-типа;
·· модуль процессорный
МПР‑07 выполняет функ-
ции амплитудного отбора
импульсов, регистрации ско-
рости счета, вычисления фи-
зической величины, управ-
ления режимами работы,
преобразования информации
в сигнал интерфейса RS485
и передачи информации
по протоколу ModBus RTU;
·· модуль напряжений пита-
ния МНП-02 преобразует
входное напряжение пи-
тания в диапазоне от 12
до 36 В в напряжение пита-
ния для модуля МДК-20 и
модуля МПР-07.
Установки характери-
зуются устойчивостью
к бета- и гамма-излучающим
радионуклидам с энергией
до 2274 кэВ (иттрий-90) и
активностью до 2⋅105 Бк. Ди-
апазон измерений объемной
активности долгоживущих
альфа-излучающих аэрозолей
на РАА‑01 составляет от 1⋅10–2
до 5⋅104 Бк⋅м–3, РАА-02 – от
1⋅10–2 до 1⋅105 Бк⋅м–3.
В настоящее время две
установки РАА-01 успешно
эксплуатируются на Белояр-
ской АЭС, установки РАА-02
успешно эксплуатируются
на радиохимическом заводе
ФГУП «ПО «Маяк».
Проэкспонированные филь-
тры отдают на анализ радио-
нуклидного состава в лабора-
торию. Измерение активности
радионуклидов на фильтре
выполняют как прямыми мето-
дами измерений (гамма-спек-
трометрическим, радиометри-
ческим), так и с применением
пробоподготовки, включая
радиохимическое выделение
отдельных радионуклидов.
Сложность определения актив-
ности аэрозольного выброса
заключается в необходимости
учета поправки на снижение
улавливающей способно-
сти фильтра при изменении
скорости покачивания газовой
смеси, учета дисперсности
аэрозолей, поправки на са-
мопоглощение a- и b-частиц
в материале фильтра. С целью
повышения чувствительности
методов анализа (снижения
нижнего предела измерений)
объединяют отдельно экспони-
рованные фильтры за опре-
деленный период (квартал,
полугодие) с точки отбора.
Объемную активность радио-
активных аэрозолей устанав-
ливают по измеренной актив-
ности на фильтре и объему
прокачанной газоаэрозольной
смеси через фильтры.
Вопрос оперативного
контроля аэрозолей, который
необходим для технологи-
ческих задач, позволяющий
отследить кратковременный
выброс активности, напри-
мер, при регламентных рабо-
тах, остается открытым.
Дополнительный контроль
за безопасной работой пред-
приятия ФГУП «ПО «Маяк»
обеспечивают мониторинго-
вые исследования приземной
атмосферы на территории
промышленной площадки,
санитарно-защитной зоны и
зоны наблюдения, которые
насчитывают в общем коли-
честве до 90 точек контроля.
Контроль радиационных
параметров в воздухе призем-
ной атмосферы и аэрозоль-
ных выпадениях осуществля-
ют с помощью фильтрующих
материалов планшетов и ко-
нусов с декадной и месячной
экспозицией, а также по сум-
марному выпадению осадков
за зимний период в виде
снега в 76 точках контроля.
Методическое обеспече-
ние контроля газообраз-
ных выбросов
Достоверность получаемых
результатов по контролю
радионуклидного состава га-
зообразных выбросов ФГУП
«ПО «Маяк» с использова-
нием приборно-методического
комплекса, разработанного
приборомеханическим за-
водом, обеспечивается
64 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
аттестованными и внесенны-
ми в реестр РФ методиками
измерений.
Отработку методов, экс-
периментальные исследова-
ния и набор статистических
данных для оценки метро-
логических характеристик
методик измерений с ис-
пользованием указанных
пробоотборных комплексов
выполняли в реальных усло-
виях на ФГУП «ПО «Маяк».
Основной проблемой при раз-
работке методик измерений
являлось отсутствие госу-
дарственных стандартных
образцов газовых смесей
трития, углерода-14, инерт-
ных радиоактивных газов.
Данная проблема была
решена благодаря уникаль-
ной специфике химического
и радиоизотопного произ-
водств ФГУП «ПО «Маяк»:
наличию моногазов трития
и углерода-14. Возможность
проведения исследований
на пробах моногаза (не со-
держащего примеси других
бета-излучающих радиону-
клидов) позволила оценить
характеристики БДГБ-14И и
БДГБ-14И-1 методом непо-
средственного сличения с ра-
бочим эталоном радиометра
газов РГБ-07. По результатам
испытаний определены ко-
эффициенты преобразования
ионизационного тока. Разра-
ботаны и аттестованы методи-
ки измерений по определению
активности газов:
·· Тритий. Методика измере-
ний объемной активности
в воздухе помещений, уста-
новок, боксов, выбросных
труб и расчета активности
в газообразных радиоактив-
ных выбросах [6];
··Углерод-14. Методика изме-
рений активности в газо-
образных выбросах радио-
метрическим методом [7].
Для выполнения мето-
дического сопровождения
установок УОТ-02 проводили
экспериментальные исследо-
вания на моногазе (тритий§
углерод-14) по подбору ско-
рости прокачки, температуры
работы узла каталитического
окисления, оценке коэффи-
циентов улавливания методом
барботирования (тритий§уг-
лерод-14) и конверсии радио-
нуклида (тритий§углерод-14)
на установке УОТ-02. Оце-
нивали возможность по дли-
тельности отбора радиону-
клида (тритий§углерод-14) на
УОТ-02. Выполняли оценку
правильности измерений
активности радионуклида
(тритий§углерод-14), пре-
дусмотренную при разработке
методик измерений отрасле-
вым стандартом [8]. Процеду-
ра аттестации методик изме-
рений [9,10] основывалась на
методе сравнения по аттесто-
ванным методикам измерений
[6,7].
Измерение объемной
активности радионуклида
(тритий§углерод-14) в газе
выполняли с использованием
двух методов: радиометри-
ческим методом с помощью
БДГБ‑14И [6,7] в режиме
«on-line» и жидкосцинтил-
ляционным методом, изме-
ряя суммарную активность
радионуклида, уловленного
в барботере, с учетом объема
прокачанного газа за период
отбора. Затем методы измере-
ний отрабатывали на реактор-
ном производстве, контроли-
руя активность радионуклида
(тритий§углерод-14) в газо-
вых средах сложного состава.
В газообразных выбросах
форма углерода-14 и трития
зависит от типа реактора, а
дозовые коэффициенты для
разных форм по НРБ‑99§2010
различаются на порядок,
поэтому, особенно в произ-
водственных помещениях,
необходимо контролиро-
вать молекулярные формы
радионуклидов. В отличие
от методик измерений [6,7],
в методиках измерений [9,10]
с использованием УОТ-02
реализована возможность
определять активность мо-
лекулярных форм трития и
углерода-14. На рис.9 пред-
ставлена схема отбора трития.
В соответствии со схемой,
представленной на рис.9,
газообразные выбросы через
систему фильтров последова-
тельно поступают в первый
блок детектирования, далее –
в первую систему барботеров,
затем в конвертер водорода
АНРИ / № 1 (108) 2022 65
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
для каталитического окис-
ления газообразной формы
до НТО и затем вновь в си-
стему барботеров для улавли-
вания трития в форме тритие-
вой воды. Контроль полноты
улавливания анализируемого
газа обеспечивает второй блок
детектирования. В первой и
второй системе барботеров
поглощается тритий в фор-
ме НТО, присутствующий
в анализируемом газе. Сум-
марная активность трития
в первой системе барботеров
соответствует тритию в форме
НТО, во второй – газообраз-
ной и органически связанной
форме трития. Конвертер
водорода представляет собой
цилиндрическую трехзонную
печь с программным управ-
лением нагревом и емкостью,
заполненную катализатором,
в которую поступает анализи-
руемый газ.
Метод, реализованный
в УОТ-02, позволяет улав-
ливать и концентрировать
радионуклид (тритий§угле-
род-14) в небольшом объеме
раствора, который затем
анализируется жидкосцин-
тилляционным методом, что
позволяет его использовать
для регистрации низких уров-
ней активности углерода-14
и трития в газообразных
выбросах (или в приземной
атмосфере). Значение нижней
границы диапазона актив-
ности трития в форме НТО
в соответствии с методиками
измерений [9,10] составляет
от 0,55 Бк§м3, углерода-14
в форме СО2 – 0,9 Бк§м3 и
может быть снижено за счет
увеличения объема прокачан-
ного газа.
Как сообщалось ранее, ио-
низационный метод контроля
активности инертных радио-
активных газов не позволяет
определить радионуклидный
состав и выделить вклад от-
дельных радионуклидов в об-
щем газообразном выбросе.
Чувствительность гамма-де-
тектора не позволяет прово-
дить полноценный качествен-
ный и количественный анализ
состава инертных радиоак-
тивных газов на протоке.
Поэтому в РГБ-18 реализован
метод разделения анализиру-
емого газа на его составляю-
щие. Объемную активность
инертных радиоактивных
газов в газообразном выбросе
вычисляют по результатам
измерений ионизационного
тока, создаваемого бета-из-
лучением инертных радио-
активных газов во внутрен-
нем объеме ионизационной
камеры блока детектирова-
ния, с учетом коэффициента
преобразования по ионизаци-
онному току. Коэффициент
преобразования по ионизаци-
онному току устанавливают
по результатам определений
радионуклидного состава и
активности инертных радио-
активных газов гамма-спек-
трометрическим методом с ис-
пользованием криогенного
замораживания газообразных
выбросов. В данном случае
инертный радиоактивный газ
является как анализируемой
пробой для гамма-спектроме-
трических измерений, так и
аттестованным объектом для
радиометрического метода.
В соответствии с рис.5,
ГВС через систему фильтров
последовательно поступа-
ет в первый блок детекти-
Рис.9. Схема разделения трития на газообразный и в форме НТО.
Вход газа
БД 1 БД 2
Выход газа
ГСБ-400
Б1 Б2
Термодат
Печь-
конвертер
Барботеры
66 АНРИ / № 1 (108) 2022
/ НАУЧНЫЕ СТ АТЬИ /
рования, затем в систему
улавливания НТО и СО2,
далее в третий блок детек-
тирования, затем в систему
криогенных ловушек и для
проверки полноты улавлива-
ния – во второй блок детекти-
рования. Улавливание инерт-
ных радиоактивных газов
проводят с помощью специ-
ально сконструированных,
заполненных силикагелем
криогенных ловушек при тем-
пературе жидкого азота
(tкип = –196°С), что позволяет
полностью уловить изото-
пы ксенона (tкип = –109°C),
криптона (tкип = –153°C),
аргона (tкип = –186°C) из ра-
диоактивной газовой смеси.
Объем газа, прокачанного
через систему отбора, опреде-
ляют расходомером за период
времени отбора Dt. Опреде-
ление объемной активности
окиси трития и углерода-14
проводят на жидкосцинтилля-
ционном спектрометре. Ради-
онуклидный состав и объ-
емную активность инертных
радиоактивных газов опреде-
ляют на гамма-спектрометре
с ОЧГ-детектором в геоме-
трии измерений, аналогичной
геометрии криогенных лову-
шек с учетом времени отбора
Dt и времени измерения гам-
ма-спектра с использованием
соответствующего программ-
ного обеспечения. Результаты
определения радионуклид-
ного состава и активности
радиоактивной газовой смеси
используют для корректиров-
ки коэффициента преобразо-
вания по току.
Преимуществом данного
метода измерений [11] яв-
ляется то, что коэффициент
преобразования ионизаци-
онного тока корректируется
во времени в зависимости
от радионуклидного соста-
ва радиоактивных выбро-
сов. Использование метода
криогенного улавливания
инертных радиоактивных
газов позволяет повысить
чувствительность и качество
контроля за радиоактивными
газообразными выбросами и
получить более точный состав
ИРГ гамма-спектрометриче-
ским методом.
На предприятии ФГУП
«ПО «Маяк» разработаны и
действуют методики измере-
ний суммарной активности
альфа- и бета-излучающих
радионуклидов [12,13], ко-
торые учитывают поправку
на самопоглощение и рав-
номерность распределения
активности в материале филь-
тра, а также методики из-
мерений с предварительным
радиохимическим выделением
радионуклидов Sr-90 [14] и
альфа-излучающих аэрозолей
(Pu, U, Am и др.) [15], улов-
ленных на фильтрах АФА.
Заключение
ФГУП «ПО «Маяк» имеет
значительный опыт в разра-
ботке аппаратного и методи-
ческого обеспечения для ре-
шения задач периодического
и непрерывного радиацион-
ного контроля газообразных
выбросов и приземной атмос-
феры вокруг предприятия.
Вопросы методического
обеспечения контроля га-
зоаэрозольных выбросов
достаточно сложны из-за
отсутствия государственных
аттестованных смесей, но реа-
лизованная схема оценки ме-
трологических характеристик
на моногазе методом оценки
с использованием другой
аттестованной методики изме-
рений позволила реализовать
метод периодического контро-
ля с помощью пробоотборных
установок.
Опыт ФГУП «ПО «Маяк»
может быть применен
на предприятиях атомной
отрасли, включая АЭС,
при создании систем радиа-
ционного контроля. В настоя-
щее время методы измерений
трития и углерода-14 в соот-
ветствии с методиками изме-
рений И.ЦЗЛ.МИ.351-2020
и И.ЦЗЛ.МИ.352-2020 в со-
вокупности с пробоотборной
системой УОТ-02 распростра-
нены и успешно применяются
на АЭС с разными типами
реакторов.
1. Rukovodstvo po ekspluatacii. BDGB-14I ZhGIC.412123.005RE.
2. Rukovodstvo po ekspluatacii. Ustanovka avtomatizirovannaya probootbora tritiya i ugleroda-14 UOT-02 ZhGIC.421451.007RE.
3. Rukovodstvo po ekspluatacii. RGB-18 ZhGIC.412123.010RE.
4. Ustanovka radiometricheskaya RAA-01. Rukovodstvo po ekspluatacii ZhGIC.412123.002RE.
5. Ustanovka radiometricheskaya RAA-02. Rukovodstvo po ekspluatacii ZhGIC.412123.003RE.
6. Tritiy. Metodika izmereniy aktivnosti (summarnoy aktivnosti) v gazoobraznyh radioaktivnyh othodah: instrukciya I.CZL.MI.133-2020. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2020. S. 19.
7. Uglerod-14. Metodika izmereniy aktivnosti v gazoobraznyh vybrosah radiometricheskim metodom: instrukciya I.CZL.MI.333-2019. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2019. S. 15.
8. OST 95 10353-2008. Otraslevaya sistema obespecheniya edinstva izmereniy. Algoritmy ocenki metrologicheskih harakteristik pri attestacii metodik vypolneniya izmereniy. Vved. 2008-31-03.
9. Izmerenie ob'emnoy aktivnosti tritiya v prizemnoy atmosfere i gazoobraznyh vybrosah s ispol'zovaniem ustanovki avtomatizirovannoy probootbora tritiya i ugleroda-14 UOT-02: instrukciya I.CZL.MI.351-2020. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2019. S. 25.
10. Izmerenie ob'emnoy aktivnosti ugleroda-14 v prizemnoy atmosfere i gazoobraznyh vybrosah s ispol'zovaniem ustanovki avtomatizirovannoy probootbora tritiya i ugleroda-14 UOT-02: instrukciya I.CZL.MI.352-2020. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2020. S. 25.
11. Opredelenie kachestvennogo i kolichestvennogo sostava radioaktivnyh gazov v gazoobraznyh vybrosah: instrukciya I.CZL.MI-311-2016. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2016. S. 28.
12. Fil'try aerozol'nye. Metodika izmereniy aktivnosti al'fa-izluchayuschih radionuklidov radiometricheskim metodom: instrukciya I.CZL.MI.241-2019. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2019. S. 20.
13. Fil'try aerozol'nye. Metodika izmereniy aktivnosti beta-izluchayuschih radionuklidov radiometricheskim metodom: instrukciya I.CZL.MI.242-2019. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2019. S. 20.
14. Stronciy-90. Metodika izmereniy udel'noy aktivnosti v probah okruzhayuschey sredy, poverhnostnoy aktivnosti atmosfernyh vypadeniy i aktivnosti aerozoley: instrukciya I.CZL.MI.378-2020. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2020. S. 36.
15. Metodika izmereniy udel'noy (ob'emnoy) aktivnosti al'fa-izluchayuschih radionuklidov s radiohimicheskoy podgotovkoy proby: I.CZL.MI.368-2019. Ozersk: FGUP «PO «Mayak», 2019. S. 36.
