Проект ФЦП 2014-14-576-0165-037 «Создание технологии радиационного мониторинга с оптимальным набором синхронно контролируемых маркеров-индикаторов экстремальных климатических явлений»

Актуальность

 В свете наблюдаемых в последнее время изменений окружающей среды и климата требования экологической безопасности становятся особенно актуальными. Однако изменения во многих регионах планеты, включая территорию Сибири, остаются пока недостаточно изученными как для прогноза вектора наблюдаемых изменений, так и для обоснованной оценки роли природных и техногенных факторов. Кроме того, следует учитывать, что в нынешнем переходном состоянии глобальной климатической системы опасные природные и техногенные явления проявляются, согласно данным МЧС России, с всё возрастающей частотой.
 Для решения фундаментальной проблемы, связанной с опасными явлениями, существующих мировых сетей мониторинга (радиологического, метеорологического, аэрозольно-радиационного, газопарникового и др.) недостаточно. Общепризнанным подходом к решению этой проблемы являются «интегрированные региональные исследования». Практическая реализация этого подхода в рамках ряда международных и российских программ находится на начальной стадии и пока не увязывается с перспективами социально-экономического развития тех или иных регионов. Вне фокуса этих программ пока остается и обширная территория Сибири, отличающаяся высокой концентрацией предприятий ядерно-энергетического комплекса, повышенными темпами развития природо- и недропользования и одновременно повышенной динамикой наблюдаемых природно-климатических изменений. Поэтому при выполнении проекта широко использовался междисциплинарный подход к исследованию опасных природных явлений, который  полностью соответствует «Стратегии деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях на период до 2030 года» (Распоряжение Правительства РФ от 3.09.2010 г.).
 Замечательные индикаторные свойства радионуклидов и ионизирующих излучений известны и активно используются с давних времен для получения новых знаний о динамических процессах, происходящих в атмосфере и литосфере, совершенствования моделей переноса газов и аэрозолей, а также в целях прогноза опасных явлений природного и техногенного характера. Высока роль ионизирующей радиации и естественной радиоактивности, особенно радиоактивного газа радон, в радиоэкологии, сейсмологии, физике приземного слоя атмосферы, строительстве. В связи с этим научными коллективами и государственными структурами производят радиационный мониторинг приземной атмосферы и исследование динамики активности некоторых радионуклидов в приземной атмосфере и грунте. К сожалению, основным направлением контроля радиационной обстановки до сих пор являлась искусственная радиоактивность, вызванная испытаниями ядерного оружия, техногенными авариями и технологическими процессами. Поэтому, особое внимание уделялось только мониторингу гамма-фона. Контролем вариаций характеристик полей других видов ионизирующих излучений (α-, β-излучения) практически не занимались, что объяснялось их низкой проникающей способностью. Мониторингом почвенного радона и плотности потока радона с поверхности земли занимаются, в основном, с целью прогноза землетрясений, либо, эпизодически в радиоэкологических и геоэкологических изысканиях перед началом строительства.

Цели и научно-технические результаты

Цели выполнения

 1.1 Разработка комплекса научно-технических решений мониторинга полей ионизирующей радиации (α-, β-, γ- и нейтронное излучение), естественной радиоактивности (радон, торон и дочерних продуктов их распада) посредством выявления и введения в систему мониторинга оптимального набора синхронно контролируемых радиационных маркеров-индикаторов экстремальных метеорологических явлений.

 В ходе выполнения исследования должны быть получены следующие научно-технические результаты:

 2.1 Технические принципы пространственно-временной динамики характеристик полей α-, β-, γ- и нейтронных полей излучений в приземной атмосфере, которые должны быть использованы при разработке алгоритма мониторинга оптимального набора синхронно контролируемых радиационных маркеров-индикаторов экстремальных метеорологических явлений.
 2.3 Метод определения оптимального набора радиационных величин, которые при их синхронном мониторинге должны служить надежными и достоверными маркерами-индикаторами экстремальных климатических явлений.
 2.4 Метод мониторинга плотности потока радона с поверхности грунта.
 2.5 Комплекс научно-технических решений, в составе:
 2.5.1 Математическая модель мониторинга оптимального набора синхронно контролируемых радиационных маркеров-индикаторов экстремальных климатических явлений в асейсмичном регионе.
 2.5.2 Математическая модель структуры и динамики полей ионизирующих излучений и естественной радиоактивности в приземной атмосфере и поверхностном слое грунта.
 2.5.3 Алгоритм мониторинга оптимального набора синхронно контролируемых радиационных маркеров-индикаторов экстремальных климатических явлений в асейсмичном регионе.
 2.5.4 Алгоритм контроля структуры и динамики полей ионизирующих излучений и естественной радиоактивности в приземной атмосфере и поверхностном слое грунта.
 2.6 Результаты реализации разработанного комплекса научно-технических решений в экспериментальном образце универсального комплекса непрерывного автоматизированного контроля (далее - ЭО УК НАК) состояния и динамики полей α-, β-, γ- и нейтронных полей излучений в приземной атмосфере, а также пространственно-временной динамики полей радона в системе «грунт-атмосфера».
 2.7 Методика тематической обработки архивных данных мониторинга метеорологических величин и характеристик полей ионизирующей радиации, которые предназначены для формирования библиотеки данных о повторяемости и интенсивности экстремальных климатических явлений.
 2.8 Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера - организации реального сектора экономики.
 2.9 Проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка технического комплекса непрерывного автоматизированного контроля объемной активности радона в приземной атмосфере, основанного на синхронном измерении плотности потоков α-, β- и γ- излучений.

Области применения и возможные потребители ожидаемых результатов


 Области применения результатов проекта: физика атмосферы; радиационная экология; радиационная биология; сейсмология.
 Результаты работы могут быть востребованы в Службах экологического контроля, Роспотребнадзоре, Росгидромете для модернизации единой государственной автоматизированной системы контроля радиационной обстановки (ЕГАСТРО), Службах МЧС и здравоохранения, научными Российскими и зарубежными коллективами, занимающимися исследованиями, близкими к теме настоящей ПНИ.