POLISMART — основа новой методологии радиационного контроля

А. Антоновский, Л. Каган, С.Лукаш, А. Гордеев
А. Дражник, И. Шумило, А Курьянович
ООО «Полимастер»
Республика Беларусь, 220040, Минск, ул. М. Богдановича, 112

Введение

Чем сложнее и современнее становится оборудование по обнаружению радиации, тем более квалифицированными должны быть пользователи. В тоже время, радиация — это такой феномен, который встречается везде, что вызывает неудобство, нередко неправильное использование и ошибочное толкование показаний приборов. Невозможно обучить основам ядерной физики многочисленный персонал служб быстрого реагирования, среди которых пограничники, работники таможни и полиции, пожарные и все те специалисты, которым по роду своих служебных обязанностей приходится сталкиваться с использованием радиоактивных и ядерных материалов, и которые в короткие сроки должны принимать правильные решения. Необходимо иметь такую процедуру радиационного контроля, которая стала бы понятной для любого пользователя, которая способствовала бы принятию правильного решения, была бы доступной для каждого. Только такой подход может обеспечить достаточно гибкую систему адекватного реагирования на непредсказуемую угрозу терроризма.

Традиционный подход

Традиционный подход в обеспечении безопасности, скажем, атомных электростанций основан на использовании некоторых видов приборов: стационарных мониторов, которые контролируют незаконное перемещение материалов, носимых приборов, способных обнаруживать источники радиоизлучений после того, как прозвучала сигнализация стационарного монитора, а также носимых идентификаторов, используемых для идентификации и классификации [1,2]. После того, как источник идентифицирован и собрана некоторая дополнительная информация (например, сопроводительные документы), может быть принято решение, что дальше делать с этим источником.
Когда обсуждается антитеррористическая деятельность с использование такой традиционной методологии, выделяют две группы реагирования:

1. первая группа — это лица, использующие самые простые приборы, которые имеют ограниченный набор функций. Среди них, как правило, персональные детекторы излучений, которые подают сигнал при повышении уровня радиационного фона и обеспечивают поиск и определение местонахождения источника.
2. вторая группа — это лица, которые начинают работать после того, как источник уже был обнаружен первой группой, и которые используют уже более совершенное оборудование: гамма-нейтронные приборы и идентификаторы. Их задача заключается в идентификации изотопов, определении их опасности, а также принятии решения в каждом отдельном случае. Представители этой группы должны быть более подготовленными в области радиационного контроля и иметь достаточные знания в области радиационной медицины, чем представители первой группы.

При использовании такого традиционного подхода возникает ряд проблем:

1. довольно продолжительное время реагирования,
2. чувствительность идентификаторов значительно выше, чем требуется для представителей второй группы (источник уже был обнаружен с помощью персонального прибора),
3. идентификация в полевых условиях (по сравнению с лабораторной) имеет ряд особенностей:
   • большое количество так называемых «невинных срабатываний»
   • ограниченное время для исследования источника
   • источник не может быть доставлен в лабораторию
   • стандартные условия для исследования источника не могут быть соблюдены.

Невозможно обеспечить ситуацию, чтобы весь персонал групп реагирования имел достаточные знания по медицине и физиологии человека, однако крайне необходимо принимать правильные и быстрые решения.
Таким образом, возникает необходимость в новой методологии осуществления радиационного контроля, способного решить эти проблемы и устранить недостатки.

Новая методология

Новая методология

Исследования показали, что для достижения наибольшей эффективности осуществления радиационного контроля необходимо использовать систему, в которой приборы будут работать в сети, вместо той, когда отдельные приборы выполняют различные функции.

Такая система должна обеспечивать:

• выполнение всех задач радиационного контроля
• согласованность исследований
• объективное документирование всех случаев обнаружения источников
• контроль всех служб, вовлеченных в процесс радиационного контроля
• изучение всех случаев обнаружения источников
• поддержку при принятии решения
• контроль выполнения принятых решений
• возможность изменять принципы принятия решений, основываясь на приобретенном опыте.

Системы должна включать в себя:

• совокупность приборов, которые могут принадлежать разным подразделениям;
• экспертный центр, выполняющий задачи по идентификации источника и сбору полной информации по обнаружению источника
• координационный центр, отвечающий за принятие решения.

Оборудование, используемое в такой системе, должно обеспечивать выполнение всех задач и ступеней радиационного контроля. Результаты измерений должны храниться в памяти прибора и передаваться в экспертный центр по модему в стандартном формате. Результаты исследований, описание всех мероприятий и принятые решения должны быть документированы и сохранены в соответствующих базах данных.

Для выполнения этих задач требуется новый вид приборов:

1. они должны объединять функции персональных детекторов и идентификаторов радиоизотопов в едином приборе;
2. они должны обеспечивать двустороннюю связь в реальном времени и передачу результатов измерений (а так же аудио и видео информации) в экспертный центр для получения поддержки в интерпретации результатов измерений и для принятия решения.

Развитие современных технологий сделало возможным выполнение этих задач.
ООО «Полимастер» — первая в мире компания, которая создала уникальную интегрированную систему радиационного контроля — POLISMART™. Эта системы состоит из персональных детекторов радиации, имеющих функции идентификаторов и способных осуществлять беспроводную связь с экспертным центром и системой поддержки в принятии решений в реальном времени [3,4].

Проект POLISMART

POLISMART™ — это динамически развивающийся проект, целью которого является разработка новой технологии радиационного контроля, противостоящей ядерному и радиационному терроризму.

Основная особенность и преимущество этой системы — неограниченное количество пользователей приборами радиационного контроля, которые способны выполнять стандартные процедуры контроля и которые имеют возможность получения экспертной поддержки в режиме on-line, когда принятие самостоятельного решения усложнено различными ситуациями. В то же самое время, точность и компетентность исполнения всех процедур контролируется, и все действия пользователей приборов фиксируются.

Интегрированная система радиационного контроля POLISMART™ состоит из:

1. Носимого прибора карманного типа, разработанного для измерения всех видов излучений и выполнения всех процедур радиационного контроля. Этот прибор может содержать различные детекторы для обнаружения, локализации источников и для измерения уровня радиации.

   В настоящее время существуют следующие модели прибора:

   • PM1801 — персональный гамма детектор и идентификатор изотопов с высокой гамма чувствительностью;
   • РМ1802 — персональный гамма-нейтронный детектор и идентификатор изотопов;
   • РМ1401К — альфа-бета-гамма-нейтронный детектор и идентификатор изотопов.

   Рис. 1. Гамма прибор PM1801.		Рис.2. Гамма-нейтронный прибор PM1802

   Основные особенности приборов POLISMARTTM™

   • Высокая чувствительность
   • Маленькие размеры
   • Сменные детекторы
   • Мощный процессор с ПО для идентификации изотопов
   • Возможность использования различных моделей «Smartphone»
   • Web услуги

2. Система поддержки принятия решений расположена на отдельном сервере корпоративной сети или общей сети и работает как постоянно обновляющийся и дополняющийся набор специальных и информационных баз данных, куда пользователи приборами могут обратиться в ситуациях, когда невозможно принять верное решение, исходя только из показаний приборов.
   

   Рис. 3 Основное меню прибора		Рис. 4. Меню доступа к web услугам

В рамках проекта POLISMART™ демонстрационная версия системы поддержки принятия решений доступна пользователям POLISMART™ в Интернете по адресу https://polismart.net бесплатно и предлагает минимальный перечень услуг по обеспечению основных функций этой системы.

Система предназначена для государственных организаций и учреждений, осуществляющих радиационный контроль и отвечающих за безопасность стран и населения, а также за безопасное обращение с источниками излучений. Кроме того, система может представлять интерес для предприятий и организаций, специализирующихся в разработке систем и их интеграции.

Современные технологии позволяют создавать приборы, которые соответствуют уникальной комбинации требований американских национальных стандартов ANSI N42.32-2003 для персональных детекторов и ANSI N42.34-2003 для идентификаторов изотопов [5, 6], европейским требованиям IAEA, WCO, Interpol (изложенным в окончательном докладе программы ITRAP), а также российскому стандарту ГОСТ Р 51635-2000 [7, 8].

Cценарий применения

Рассмотрим один из возможных сценариев действий в случае атаки террористов во время общественного мероприятия (спортивного, развлекательного, политического, и т. д). Такое мероприятие может быть одним из вероятных мест, где террористы могут использовать для своей атаки источники излучений.

Задачей террористов может быть, например, взрыв небольшой «грязной» бомбы в местах массовых скоплений народа.

Главная особенность такой атаки — это невозможность предусмотреть заранее, какой тип источника и каким образом будет распределен в месте скопления народа. Поэтому требуется сеть детекторов и быстрые действия в процессе обнаружения источника с возможностью постоянной координации действий всеми экспертами, привлеченными к контролю. Однако, обнаружение и поиск источников осложняются теми обстоятельствами, что многие люди проходят медицинское лечение с использованием различных радиоактивных изотопов.

Для обнаружения источников могут применяться приборы POLISMART. Приборы распределяются по территории проведения мероприятия с тем, чтобы контролировать все места возможного появления источников (вход/выход, офисы, и т.д.).

Эти приборы могут крепиться на ремне или помещаться в карман униформы, например, полицейского или сотрудника спецслужб. Приборы работают в автоматическом режиме обнаружения (сигнализации). Если необходимо, звуковая сигнализация может быть отключена и включен режим только вибрации. В случае сигнализации полицейскому необходимо ответить на следующие вопросы:

• Кто из людей может иметь источник?
• Какой тип источника, медицинский изотоп или какой-то другой?
• В случае, если источник медицинский, находится ли он внутри человека.
• Какие действия требуется предпринять, если источник не медицинский?
• Кто должен быть проинформирован в случае обнаружения источника?

После сигнализации необходимо перевести прибор в другой рабочий режим и определить местоположение источника, измерить уровень излучения и идентифицировать изотоп. Информация о происшествии, включая координаты места обнаружения, время и др. немедленно передается в систему поддержки принятия решений. При необходимости, видеоинформация также может быть передана с помощью встроенной в прибор фотокамеры. В зависимости от показаний прибора и в соответствии с указаниями, отображенными на дисплее прибора, полицейский выполняет необходимые действия. В случае необычной ситуации, когда полицейский не может определить источник или принять решение, он может обратиться за помощью к эксперту, который будет координировать действия в режиме on-line.

Во время выполнения полицейским задач вся информация о происшествии автоматически передается в систему поддержки принятия решений. Эта информация перерабатывается и заносится в соответствующую базу данных. Все процессы и действия контролируются в реальном времени, и информация сохраняется и по необходимости может быть востребована в любое время. Информация доступна экспертам и лицам, ответственным за радиационный контроль и обеспечение радиационной безопасности.

Приборы POLISMART могут использоваться как независимо, так и совместно со стационарными мониторами в качестве части системы или независимо. Стационарные мониторы могут быть установлены на входе/выходе контролируемой территории. В случае, если стационарный монитор является часть системы POLISMART, все события с момента подачи сигнализации регистрируются в системе поддержки принятия решений в реальном времени и все действия персонала, отвечающего за радиационный контроль, могут координироваться экспертами в режиме on-line.

Заключение

В принципе, все действия по обеспечению радиационного контроля, включая обнаружение источников, документирование, создание баз данных, отчеты экспертов и т.д. могут осуществляться с использованием традиционных методов. Однако, современные технологии коммуникации и приборостроения делают возможным решить эти проблемы комплексно.

Преимущества предлагаемой методологии радиационного контроля:

• одновременная работа большого количества мобильных приборов распределенных по большой территории;
• документирование каждого этапа работы на объекте с общим архивированием всех результатов;
• возможность обновления и дополнения информации, использование баз данных;
• руководство работой операторов с помощью автоматической системы поддержки принятия решений или эксперта;
• возможность экспертного анализа цифровой, видео, аудио информации об исследуемом объекте;
• привлечение экспертов независимо от расстояния до места нахождения источника излучения;
• возможность обмена информацией с экспертом или кризисным центром в реальном времени;
• возможность коррекции принципов принятия решений на основе приобретенного опыта.

Литература

[1] A. Antonovski, L. Kagan, and A. Stavrov, «Equipment of high sensitivity to detect smuggled radioactive materials transported across the «East-West’ border», IAEA-TECDOC-1045, 287-290, 1998.

[2] K.E. Duftshmid, P.Beck, J.Cunningham, R.Artl, J.P.Gayral, N.Kravchenko, D.Smith, and R.York, «Technical considerations for detection of and response to illicit trafficking in radioactive materials», Measures to prevent, intercept and respond to the illicit uses of nuclear material and radioactive sources, IAEA-CSP-12/P, 361-385, IAEA, 2002.

[3] www.polismart.com

[4] A. Antonovski, L.Kagan, S. Lukash, A. Gordeev, A. Drajnik, I. Shumilo, and A. Kuryanovich, » Polismart — New Capabilities of Technology for Detection, Identification and Accounting Radioactive and Nuclear Materials», Safeguards and Security technologies and Methodologies for the 21st Century, INMM Workshop Materials, SNL, Albuquerque, NM, March 23-25, 2004.

[5] ANSI N42.32-2003 American National Standard Performance Criteria for Alarming Personal Radiation Detectors for Homeland Security.

[6] ANSI N42.34-2003 American National Standard Performance Criteria for Hand-held Instruments for the Detection and Identification of Radionuclides.

[7] ITRAP. Illicit Trafficking Radiation Assessment Program. Final Report. Austrian Research Centers Seibersdorf, October, 2000.

[8] ГОСТ Р 51635-2000.Мониторы Радиационные Ядерных Материалов. Госстандарт России. Москва.