Научно-исследовательская лаборатория «Ядерно-физические технологии радиационного контроля»

Руководитель – Егоров Никита Юрьевич, старший научный сотрудник.

Краткая характеристика подразделения

Научно-исследовательская лаборатория «Ядерно-физические технологии радиационного контроля» - НИЛ ЯФТРК, как самостоятельное структурное подразделение, образовалось в марте 2009 года на базе нескольких научных групп кафедры № 39 (ранее входивших в состав кафедры № 11, а еще ранее - кафедры № 1). Сотрудники НИЛ ЯФТРК более 40 лет занимаются разработкой прецизионных гамма-спектрометрических технологий радиационного контроля и проведением экспериментальных исследований с применением созданных в лаборатории методов и средств.

Основные направления научной деятельности

• Аппаратурные, методические и программные средства низкофоновой HPGe гамма-спектрометрии для прецизионного гамма-спектрометрического радионуклидного анализа образцов объектов окружающей среды и различных технологических сред.
• Аппаратурные, методические и программные средства сцинтилляционной гамма-спектрометрии для радионуклидного анализа образцов со сложным радионуклидным составом.
• In situ гамма-спектрометрические аппаратурные, методические и программные средства.
• Аэрогамма-спектрометрические технологии для исследования характеристик объектов и контроля радиационной обстановки в окружающей среде, обусловленной различными видами ядерно-технической деятельности.
• Методические и программные средства обслуживания и информационного обеспечения ядерно-физических экспериментов и обработки результатов указанных экспериментов.

В исследованиях и разработках, проводимых в НИЛ ЯФТРК, используется следующая аппаратура:

1. Многодетекторный HPGe низкофоновый гамма-спектрометр для прецизионного радионуклидного анализа технологических образцов, образцов окружающей среды и т.п.

Спектрометр входит в состав средств измерений Лаборатории радиационного контроля «ЛРК–1 НИЯУ МИФИ», аккредитованной в САРК и зарегистрированной в Государственном реестре под № САРК RU.0001.441004.

В спектрометре используются HPGe детекторы, обеспечивающие измерение гамма-излучения объемных и точечных источников в диапазоне энергий 5 кэВ¸10 МэВ. Нижний предел измеряемой в реальных пробах активности радионуклида ¹³⁷Cs ~ 0.05 Бк/кг. Производительность: ~ несколько тысяч образцов в год.

2. Аэрогамма-спектрометрический комплекс - АГСК для поиска и исследования характеристик источников гамма-излучения дистанционными методами.

Применение АГСК позволяет в реальных условиях (режимы полетов, время измерения, естественный и техногенный фон гамма-излучения и т.д.) без использования каких-либо априорных сведений о радионуклидном составе и других параметрах источника:

• Обнаруживать точечные (локальные) неэкранированные источники гамма-излучения с любым радионуклидным составом интенсивностью 10⁷ квант/с и более, протяженные источники с плотностью поверхностной интенсивности 10⁷ квант/км²/с и более; для радионуклида ¹³⁷Cs эти пороговые величины соответствуют значениям активности точечного неэкранированного источника 0.3 мКи (~1.2х10⁷ Бк)и плотности поверхностной активности 0.3 мКи/км² (~12 Бк/м²), соответственно.
• Идентифицировать практически любой радионуклидный состав источника.
• Определять характеристики источника (координаты точечного источника с точностью до 10 метров, активность с погрешностью не хуже 5х10⁶ квант/с).
• Определять пространственное распределение активности в обнаруженном источнике.

3. In situ сцинтилляционный гамма-спектрометр.

В состав спектрометра входят:

• автономный сцинтилляционный гамма-спектрометр с детектором NaI(Tl) (размер - Ø 3" х 3", разрешение – 6.9%) под управлением промышленного компьютера PC-104;
• специальное методическое обеспечение для обработки результатов измерений и реализующие его программы.

В реальных условиях время, необходимое для измерения активности естественных радионуклидов на уровне ~ 10 Бк/кг c погрешностью не более 30%, ~ 10 минут.

Разработанные методы обработки экспериментальной информации позволяют определить характеристики радиоактивных источников без использования априорной информации об этих источниках (профили заглубления активности, толщина и материалы стенок контейнеров, характеристики заполняющего источник нерадиоактивного материала и т.д.).

4. Носимые дозиметрические приборы, портативные GPS-приемники и приспособления для отбора проб объектов окружающей среды.

5. Стенды на базе HPGe и сцинтилляционных гамма-спектрометров для проведения исследований и разработок.

6. Система измерения содержания трития в водных образцах.

Система состоит из устройства обогащения и подготовки водных проб и жидкостного сцинтилляционного счетчика. Минимальная измеряемая активность ~ 0.5 Бк/литр исходной пробы.

Особенностью разработок, выполняемых НИЛ ЯФТРК в интересах конкретных Заказчиков, является комплексное решение задач Заказчика «под ключ», что обеспечивает существенно более высокое качество результатов разработок, нежели при использовании стандартных методических и программных средств.

Гамма-спектрометрический комплекс входит в состав Лаборатории радиационного контроля ЛРК-1 НИЯУ МИФИ

Наиболее значимые результаты, достигнутые коллективом НИЛ ЯФТРК

1. Разработка аппаратурных и методических средств исследования содержания радиоактивных благородных газов – радионуклидов криптона и ксенона, а также трития, в приземном слое атмосферы. Комплекс экспериментальных и теоретических работ по исследованию содержания радиоактивных благородных газов в приземном слое атмосферы (1962-1992 гг.). Государственная премия СССР 1982 года в области науки и техники

2. Разработка аэрогамма-спектрометрических (дистанционных) методов и средств контроля радиационной обстановки при проведении подземных ядерных взрывов (ПЯВ). Экспериментальные исследования радиационной обстановки при проведении ПЯВ на Центральном полигоне РФ Новая Земля и Семипалатинском полигоне в период 1980‑1990 гг.

3. Оперативное исследование загрязнения Европейской территории СССР гамма-излучающими продуктами аварии на Чернобыльской АЭС методами аэрогамма-спектрометрии (апрель-сентябрь 1986 года).

5. Исследование радиоактивного загрязнения территорий Центрального полигона РФ Новая Земля (южная зона) и Семипалатинского полигона методами аэрогамма-спектрометрии после прекращения испытаний ядерного оружия

6. Советско-американский эксперимент на борту крейсера «Слава»: измерение гамма-излучения ядерной боеголовки крылатой ракеты морского базирования (1989 г.)

7. Разработка многодетекторной низкофоновой гамма-спектрометрической системы для лабораторного радионуклидного анализа проб объектов окружающей среды регионов действующих и проектируемых АЭС РФ (1990-1995 гг.)

8. Разработка аппаратурных и методических средств для измерения содержания трития в водных компонентах экосистем регионов действующих и проектируемых АЭС РФ (1995 г.)

9. Исследование содержания гамма-излучающих радионуклидов и трития в различных компонентах экосистем регионов Кольской АЭС, Калининской АЭС, Курской АЭС, Смоленской АЭС, Билибинской АЭС и Ново-Воронежской АЭС (1992-1998 гг.)

10. Разработка методов и средств низкофонового HPGe гамма-спектрометрического радионуклидного анализа аэрозольных проб в Международной системе мониторинга Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (МСМ ДВЗЯИ). Подготовка Национальной лаборатории РФ к аккредитации в МСМ ДВЗЯИ (2001‑2005 гг.)

11. Исследование радиационного состояния окружающей среды района Москворечье, обусловленного длительной эксплуатацией реактора ИРТ-2000 МИФИ (1998 г.)

12. Исследование содержания гамма-излучающих радионуклидов в объектах окружающей среды промышленных подземных ядерных взрывов «Горизонт-4», «Кратон-3» и «Кристалл», проведенных на территории Якутии (Республика Саха) (2002‑2004 гг.)

13. Исследование содержания гамма-излучающих радионуклидов в воде и донных отложениях Карского, Норвежского и Японского морей (2002-2006 гг.)

14. Разработка высокоэффективных аэрогамма-спектрометрических технологий поиска и идентификации радиоактивных источников (2001-2005 гг.)

15. Проведение аэрогамма-спектрометрических измерений части территории Московской области (совместно с МосНПО «Радон») (2002-2003 гг.)

16. Проект МНТЦ № 1559 «Разработка технического проекта мобильного комплекса на базе легкого летательного аппарата для радиационного мониторинга окружающей среды» (совместно с РФЯЦ ВНИИЭФ, г. Саров,
2002-2004 гг.)

17. Разработка программно-методического комплекса «Ge Spectra Analysis System» -GeSAS для прецизионного HPGe гамма-спектрометрического радионуклидного анализа

18. Прецизионная HPGe гамма-спектрометрия (в т.ч. низкофоновая) образцов, облученных тепловыми нейтронами (2005-2007 гг.)

19. Прецизионный HPGe гамма-спектрометрический радионуклидный анализ проб из лабораторных помещений Курчатовского института (2007 г.)

20. Проект «Разработка перспективных аппаратурно-программных комплексов авиационного базирования для оперативного контроля радиационной обстановки при авариях и инцидентах радиационного характера в городских условиях и на ядерно и радиационно опасных объектах» в рамках ФЦП «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности России на 2008 год и на период до 2015 года»
(2008-2010 гг.)

21. Внедрение расчетно-методического комплекса радионуклидного анализа «Ge Spectra Analysis System» на низкофоновый HPGe спектрометр ЛВРК НВ АЭС (2009 г.)

22. Разработка модифицированного матричного метода обработки сцинтилляционных спектров источников гамма-излучения со сложным радионуклидным составом (2009 г.)

23. Разработка гамма-спектрометрического метода определения активности источников гамма-излучения, находящихся в контейнерах или за поглотителями с априорно неизвестными свойствами – метод G-фактора.

24. Разработка макета сцинтилляционного спектрометра-паспортизатора для определения характеристик упакованных в контейнеры РАО

25. Разработка In situ сцинтилляционного гамма-спектрометра (2008-2009 гг.)

Подробнее с разработками НИЛ ЯФТРК можно ознакомиться на сайте лаборатории www.radiation.ru в разделах «О наших разработках» и «Разработки и проекты».

Контактная информация

Тел.: (495) 323-91-04 (495) 788-56-99 доб. 8463

Адрес электронной почты: egorov@radiation.ru

Web-адрес: www.radiation.ru