Автоматизированный комплекс сбора и транспортировки особо-опасных грузов (РАО) на территории зоны обслуживания современного пункта захоронения радиоактивных отходов: на примере ГУП МосНПО "Радон" тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Жунов, Игорь Константинович

• Жунов, Игорь Константинович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Жунов, Игорь Константинович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ РАО К МЕСТУ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ.

1.1. ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ.

1.1.1. Общие аспекты предметной области сбора и транспортировки РАО.

1.1.2. Предметная область учета поставщиков РАО.

1.2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ.

2. РАЗРАБОТКА ВЕРОЯТНОСТНОГО ПОДХОДА К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ОТНЕСЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ПРОБ К КАТЕГОРИИ РАО.

2.1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТЕОРИИ РАСПОЗНАВАНИЯ СИГНАЛОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РЭМ.

2.2. РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ОТНЕСЕНИЯ ПРОБЫ К РАО.

3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА УПРАВЛЕНИЯ

СИСТЕМОЙ СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ РАО.

3.1. РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ, СТРУКТУРА ДАННЫХ.

3.2. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированный комплекс сбора и транспортировки особо-опасных грузов (РАО) на территории зоны обслуживания современного пункта захоронения радиоактивных отходов: на примере ГУП МосНПО "Радон"»

Начиная с 50-х годов прошлого столетия, помимо развития ядерной топливной энергетики широкое распространение в народном хозяйстве во всем мире получило использование радиоактивных веществ (РВ) в любом агрегатном состоянии. Источники ионизирующего излучения, содержащие радионуклиды или их смесь, могут быть открытого и закрытого типа.

Открытый радионуклидный источник (ОРИ) - источник излучения, при использовании которого возможно поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду. Закрытый радионуклидный источник (ЗРИ) - источник, устройство которого исключает поступление содержащихся в нем радионуклидов в окружающую среду в условиях применения и износа, на которые он рассчитан [12,13].

В настоящее время ОРИ, в основном на основе йода-131, йода-125, технеция-99, используются в науке и медицине. ЗРИ на основе кобальта-60, используются, в основном, в радиологических отделениях онкологических диспансеров. В промышленности используются гамма-дефектоскопы, гамма-уровнемеры, плотномеры, толщиномеры с ЗРИ на основе иридия-192, кобальта-60, стронция-90; цезия-137; плутония-238, америция-241, плутоний-бериллиевые источники. В геофизической аппаратуре используются ЗРИ на основе цезия-137, кобальта-60, америция-241, самария-145, кадмия-109, радия-226. К радиоактивным источникам относятся также радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) [10]. Источниками получения техногенных радиоактивных изотопов во всем мире служат ускорители и реакторы. Практикуется широкий международный обмен радиоизотопами, которые, так или иначе, находят применение в народном хозяйстве. Согласно [48], состав этих радиоизотопов достаточно широк (таблица 1).

Таблица 1 - Основные радиоизотопы, производимые в реакторах и на ускорителях

Радиоизотопы, произведенные в реакторах на ускорителях на ускорителях на высокие энергии

Водород-3 Азот-13 Алюминий-26

Вольфрам-188 Галлий-67 Гадолиний-148

Гадолиний-153 Индий-111 Гафний-172

Гадолиний-159 Йод-123 Кремний-32

Железо-59 Кислород-15 Магний-28

Золото-198 Кобальт-57 Медь-67

Золото-199 Медь-67 Свинец-200

Иридий-192 Натрий-72 Стронций-82

Иттербий-189 Палладий-103

Иод-125 Рений-186

Иод-131 Рубидий-81

Калифорний-252 Таллий-201

Кобальт-58 Углерод-11

Кобальт-60 Фтор-18

Ксенон-133

Лютеций-177

Медь-64

Молибден-99

Мышьяк-77

Рений-186

Самарий-153

Сера-35

Стронций-8 9

Таллий-204

Углерод-14

Фосфор-32

Фосфор-33

Хром-51

Прошедшие определенную технологическую цепочку РВ, или отслужившие свой срок источники ионизирующих излучений переходят в разряд радиоактивных отходов (РАО) [49], которые на объектах хранятся в хранилищах временного хранения. Их накопление, складирование в черте города в связи с широким спектром их химической и радиационной опасности представляет потенциальную угрозу, как для населения, так и для окружающей среды.

Москва является уникальным мегаполисом, в котором в силу исторических причин сосредоточилось большое количество научных, промышленных и медицинских учреждений, работавших и продолжающих работать с РВ и источниками ионизирующего излучения (ИИИ).

В настоящее время в России вследствие применения РВ в народном хозяйстве, согласно [1], накоплено около 200 ООО м3 радиоактивных отходов (РАО) суммарной активностью более 2 млн. Ки.

На международной конференции 2005 года в Обнинске [35], втором всероссийском семинаре-совещании "Система государственного учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов" (Санкт-Петербург, 26 - 30 июня 2006 г.) [11] отмечалось, что ".особое беспокойство вызывают предприятия, которые ранее использовали в своей работе, а в настоящее время не используют радиоактивные вещества и установки, содержащие источники ионизирующего излучения, но из-за финансовых проблем не проводящие работы по демонтажу таких установок и передаче радиоактивных отходов на хранение в специализированные организации".

Ранее, в силу недостаточной осведомленности о возможных последствиях воздействия радиации на человеческий организм и окружающую среду, предприятия часто подходили упрощенно к утилизации таких отходов - их вывозили на импровизированные свалки за пределами городской черты того времени. Теперь это районы интенсивной застройки. Ежегодно на территории Москвы выявляются десятки локальных участков радиационного загрязнения с активностью, попадающей под определение: радиоактивные отходы. С 1995 года с городских территорий изъято свыше 1880 т РАО, причем в 52% случаев они содержали высокоактивный природный радионуклид радий-226 альфа излучатель с длительным периодом полураспада, представляющий опасность при поступлении его в организм человека [1].

Общепризнанным способом уменьшения угрозы негативного влияния радиации на биологические организмы является переработка РАО и помещение их на долгосрочное (до 300 лет) хранение.

Выполнение Федеральных законов и постановлений Правительства РФ [2 - 4, 38] во многом зависит от мероприятий, связанных с функционированием систем, обеспечивающих утилизацию РАО, которая заключается в их переработке, иммобилизации и помещении на долгосрочное хранение в специализированные хранилища. ПЗРО, как правило, расположенны в местах, отдаленных от населенных пунктов, однако в относительной близости к крупным промышленным центрам, чтобы обслуживать возможно большую территорию, кроме того, они должны быть расположены в местах, имеющих определенные геологические и гидрологические характеристики.

Повышенные требования к геологическим и гидрологическим характеристикам ПЗРО связаны с тем, что огромную роль с экологической точки зрения играет растворимость в воде содержащихся в РАО химических соединений, поскольку, находясь в подвижных, легкорастворимых формах, они могут свободно проникают и усваиваться живыми организмами.

Следовательно, обеспечение радиационной безопасности (РБ) связано с четкой работой цепочки: место образования или выявления РАО - транспортировка РАО - прием, переработка, обеспечение безопасного хранения. Контроль соблюдения выполнения требований РБ всеми звеньями этой цепи - прерогатива регулярного радиоэкологического мониторинга.

В настоящее время все чаще ученые приходят к мнению [19], что необходимо объединение программ мониторинга и дезактивации, особенно если это касается загрязненных зон или территорий, занимаемых ранее радиационно-опасными предприятиями. Так, в США Министерство энергетики согласилось проводить на таких территориях активный мониторинг сотни лет и финансирует его.

В современном понимании мониторинг - это система наблюдений за состоянием биосферы, изменяющимся под влиянием деятельности человека, оценки и прогноза состояния природной среды, не включающая управление качеством окружающей среды, но дающая необходимую информацию для такого управления и выработки инженерных методов защиты окружающей среды [17,18]. В той или иной мере такой мониторинг проводится всеми развитыми странами мира [31 - 34].

В настоящее время трудно представить себе обеспечение четкого проведения работ с РАО без организации грамотной системы учета всех проходящих с ними процессов с применением новейших компьютерных технологий.

ГУП МосНПО "Радон" является головным предприятием РФ, обеспечивающим радиационный мониторинг территорий, сбор, транспортировку, переработку и длительное хранение РАО в специальных хранилищах, обеспечивающих минимальный ущерб окружающей среде. В зону его обслуживания входит территория Центрального региона Европейской части РФ, а именно Москва и 10 областей, население которых превышает 45 млн. человек.

Предприятие работает с организациями различных форм собственности, имеющими РАО, а также принимает на хранение РАО с локальных участков радиационного загрязнения (УРЗ) на территории Московского региона, выявленных в результате радиационных обследований территорий. Ликвидацией выявленных РАО и дезактивацией территорий занимается служба радиационных аварийных работ (РАР) предприятия.

В настоящее время на Предприятии идет подготовительная работа по разработке централизованного Хранилища данных (ХД) для хранения информации по всем аспектам деятельности предприятия, на основе которого планируется создание Ситуационного центра. В системном плане Хранилище - это метасистема, состоящая из отдельных блоков-подсистем, функционально связанных между собой, которые поставляют информацию в ХД. Предполагается, что из подсистем, являющихся одновременно хранилищами оперативной информации по тому или иному аспекту деятельности предприятия, производится регулярная выгрузка данных [46]. В связи с этим, разработка подсистем, обеспечивающих наряду с оперативной работой и структурированным хранением информации по каждому из направлений деятельности, его функциональную связь с другими подсистемами и ХД, является для предприятия актуальной.

В работе [20] подробно рассматривались вопросы обработки информации мониторинга на основе технологии хранилища данных, которые являются частью подсистемы, относящейся к радиационно-экологическому мониторингу. Систему сбора и транспортирования РАО также можно рассматривать как подсистему Хранилища данных.

Цель работы

Разработка информационной системы обеспечения радиационной безопасности крупного мегаполиса (Москва), в части совершенствования работы с поставщиками особо опасных грузов на стадии сбора и транспортировки РАО с передачей информации в ситуационный центр предприятия.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• проведение системного анализа информационных потоков от предприятий различных форм собственности до производственного комплекса по утилизации РАО;

• разработка структурной схемы взаимодействия различных служб с позиций обеспечения радиационной безопасности населения при проведении мероприятий, связанных с утилизацией РАО;

• разработка подхода к совершенствованию системы вывода из-под контроля участков с уровнями активности, близкими к нормативным значениям РАО, на основе оценки и анализа погрешностей определения активности радионуклидов;

• разработка системы, обеспечивающей манипулирование информацией по сбору и транспортировке РАО -автоматизацию цепочки учета и обработки заявок на вывоз РАО - фиксирование договора - выдача плановых заданий на транспортировку - контроль выполнения задания.

Научная новизна:

• проведен системный анализ предметной области, связанной со сбором и транспортировкой РАО на ПЗРО, на основе чего разработана вербальная модель информационных потоков указанной предметной области;

• проведен анализ элементов технологической последовательности прохождения информационных потоков от предприятий-поставщиков РАО и мест их локализации до ПЗРО;

• разработан вероятностный подход к корректному отнесению объектов с повышенным уровнем радиационного фона к категории РАО, основанный на учете погрешностей, накапливающихся в результате аналитических измерительных процедур;

• разработана структура комплекса системы сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ПЗРО.

Практическая значимость:

• разработана структурная схема взаимодействия служб предприятия с позиций обеспечения радиационной безопасности населения при проведении мероприятий, связанных с утилизацией РАО, определены основные направления, требующие автоматизации;

• внедрена схема интерпретации результатов измерений удельной активности счетных образцов с участков радиационного загрязнения в информационно-аналитическую систему радиационно-экологического мониторинга;

• разработан и внедрен программный комплекс управления системой сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ГУПМосНПО "Радон".

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Жунов, Игорь Константинович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие основные результаты.

1. Проведен системный анализ предметной области, связанной со сбором и транспортировкой РАО на ПЗРО. Выявлены основные сущностные характеристики данной области как подсистемы, являющейся составной частью метасистемы корпоративного Хранилища данных.

2. Проведен анализ элементов технологической последовательности прохождения информационных потоков от предприятий-поставщиков РАО и мест их локализации до ПЗРО. Разработана вербальная модель информационных потоков указанной предметной области.

3. Разработана структурная схема взаимодействия различных служб предприятия с позиций обеспечения радиационной безопасности населения и окружающей среды при проведении мероприятий, связанных со сбором и транспортировкой РАО к месту их переработки и захоронения.

4. Разработан вероятностный подход к совершенствованию системы вывода из-под контроля объектов с уровнями активности, близкими к нормативным значениям РАО, основанный на учете погрешностей, накапливающихся в результате аналитических измерительных процедур.

5. Разработана структура комплекса сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ПЗРО.

6. Разработан и внедрен программный комплекс сбора и транспортировки РАО на территории зоны обслуживания ГУП МосНПО "Радон".

7. Внедрена схема интерпретации результатов измерений удельной активности счетных образцов с участков радиационного загрязнения в информационно-аналитическую систему радиационно-экологического мониторинга.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Жунов, Игорь Константинович, 2007 год

1. Ахунов В.Д., Брыкин С.Н., Попова Ю.Н., Серебряков И.С., Якушев С.А. Организация учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов. «Атомная энергия», №2, 2001.

2. Брыкин С.Н., Брыкина Г.В., Якушев С.А. Создание информационной подсистемы для системы государственного учета и контроля РВ и РАО. «Экология и жизнь», №3,2001.

3. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СП.: Из-во СПбГТУ, 2001.

4. Колыбанов К.Ю., Кузин Р.Е., Марковский В.В., Якушев С.А. Информационно-аналитическая система мониторинга за образованием, перемещением и хранением радиоактивных веществ и радиоактивных отходов. Сборник научных трудов МИФИ, М., 2002.

5. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. 2-е изд., перераб. и доп. М.: СИНТЕГ, 2002.

6. Решение Второго всероссийского семинара-совещания "Система государственного учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов" (Санкт-Петербург, 26-30 июня 2006 г.). Интернет-ресурс: http://www.minatom.ru/News/Main/viewPrintVersion

7. Положение о государственном учете и контроле радиоактивных веществ и радиоактивных отходов в Российской Федерации № 1976 от 11.11.1999 г.

8. НП-067-05 "Основные правила учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов в организации" Введены в действие с 1 мая 2006 г. http://docyment.ru/doc/7468.htm

9. Габлин В.А., Беланов С.В., Гонтарь И.Д., Савранская Е.Б. К проблеме фона в радиоэкологических исследованиях // АНРИ, 2000. № 2.

10. Габлин В.А., Ермаков А.И., Каширин И.А., Соболев А.И., Беланов С.В. и др. Сравнительная оценка результатов измерений радиационных параметров грунтов и почв с участков радиационного загрязнения // АНРИ, 2005. № 1.

11. Соболев А.И., Вербова Л.Ф., Митронова Ю.Н., Ефимова Е.К., Жунов И.К. Исследование погрешностей измерений в системе радиоэкологического мониторинга. "Ядерные измерительно-информационные технологии", 2007, №1(21), с. 46-57.

12. П.Афанасьева Н.А., Шантарин В. Д. "Методические указания по курсу "Экологический мониторинг", Тюмень, 2001.

13. Руководство по методам контроля за радиоактивностью окружающей среды. Под редакцией И.А. Соболева, Е.Н. Беляева. М., Медицина, 2002, 431 с.

14. Национальные и международные программы радиационного мониторинга окружающей среды. Аналитический обзор. ЦНИИАТОМИНФОРМ, М., 2005

15. Гершанов И. В. Интегрированная система обработки распределенной информации радиационно-химического мониторинга на основе технологии хранилища данных. Кандидатская диссертация. М., 2004

16. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СП.: Из-во СПбГТУ, 2001.

17. Гейн К., Сарсон Т. Системный структурный анализ: средства и методы. -М.: Эйтекс, 1992.

18. СП 2.6.6.1168-02. "Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-2002)"

19. СП 2.6.1.799-99. "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)"

20. Measurement of Radionuclides in Food and the Environment, a Guidebook, Technical Report Series. N 295. IAS A, Vienna. 1989.

21. Габлин B.A. О требованиях к пробоподготовке в радиолитомониторинге / Труды XI Международнародного экологического симпозиума "Урал атомный, Урал промышленный". ИПЭ УрО РАН. - Екатеринбург. - 2005. -С. 22-24

22. Харкевич А.А. Борьба с помехами. М.: Наука. 1965 г., 275 с.

23. Шестов Н.С. Выделение оптических сигналов на фоне случайных помех. Под редакцией А.А. Лебедева. М.:, Советское радио. 1967 г., 246 с.

24. Барабаш Ю.Л., Варский Б.В. и др. Вопросы статистической теории распознавания. М.: Советское радио. 1967 г., 400 с.

25. Итоговый отчет по теме 22.245.98. М.: МосНПО "Радон", 1998.

26. Dragoviz Snecana, Onjia Antonije. Classification of soil sampling according to their geographic origin using gamma-ray spectrometry and principal component analysis. J.Environ. Radioact. 2006. 89, № 2, p. 150-158.

27. Козлова В.В. Система обеспечения радиационной безопасности территории. Человек и Вселенная. 2006," 6, с. 88-90.

28. Носков А.А., Перевезенцев В.В. Экологические проблемы воздействия атомных электростанций на окружающую среду. Безопасность жизнедеятельности. 2005." 11, с. 8-13.

29. Нормы радиационной безопасности СП 2.6.1.758-99 (НРБ-99).

30. Брыкин С.Н., Якушев С.А. Разработка баз данных и системы классификации и кодирования для системы государственного учета и контроля РВ и РАО. «Ученые записки МИТХТ», М., МИТХТ, №5, 2002, с.65-66.

31. Федеральный закон о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения. Госдума РФ. 12.03.1999.

32. Микляев П.С., Томашев А.В., Охрименко С.Е., Петрова Т.Б. и др. Содержание радионуклидов естественного происхождения в грунтах г. Москвы. АНРИ, № 1(20), 2000, с. 17-23.

33. Joseph М. Firestone, Data Warehouses, Data Marts and Data Warehouses: New Definitions and New Conceptions, DKMS Brief No Six, 1999

34. Архипенков С., Голубев Д., Максименко О., Хранилища данных. М.: Диалог-МИФИ, 2002.

35. Спирли Э. Корпоративные хранилища данных. Планирование, разработка, реализация. Том 1.: Пер. с англ. М.: Издательскмй дом «Вильяме», 2001.

36. Дмитриев С.А., Пантелеев В.И, Демкин В.И., Адамович Д.В., Свитцов А.А. Способ переработки жидких радиоактивных отходов Решение о выдаче патента на изобретение по заявке № 2004127180/06 (029548) от 07 октября 2005 г

37. Карлин Ю.В., Чуйков В.Ю., Адамович Д.В. и др. Переработка жидких радиоактивных отходов с помощью мобильных модульных установок //Атомная энергия, 2001г., т.90, вып.1,с.65

38. Соболев А.И. Региональный мониторинг радионуклидов в окружающей среде. Докторская диссертация. Санкт-Петербург. Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет). 1996.

39. Элисон Балтер Профессиональное программирование в Microsoft Office Access 2003/Москва,Санкт-Петербург, Киев. 2006, с. 1295.

40. Отчет о НИР по теме 6.03.06 "Разработка концепции ситуационного центра ГУП МосНПО "Радон" по радиоэкологической безопасности", М., ГУП МосНПО "Радон", 2006.

41. Тихонов М.Н., Муратов О.Э., Петров Э.Л. Изотопы и радиационные технологии: постижение реальности и взгляд в будущее. Экологическая экспертиза, № 6/06, с. 38 99.

42. Правила перевода ядерных материалов в категорию радиоактивных отходов НП-072-06. Ядерная и радиационная безопасность, № 1(43) 2007,с.19-24.