Дистанционный мониторинг обстановки окружающей среды вокруг атомных электростанций с космических аппаратов

      Комментарии к записи Дистанционный мониторинг обстановки окружающей среды вокруг атомных электростанций с космических аппаратов отключены

Дистанционный мониторинг обстановки окружающей среды вокруг атомных электростанций с космических аппаратов

К. А. Боярчук, М. В. Туманов, Е. И. Панфилова, Л. В. Милосердова, А. В. Карелин, С. А. Пулинец, Д. Узунов

В наше время растущего энергопотребления общества, по-видимому, тяжело отыскать альтернативу предстоящему формированию ядерной энергетики. Ядерная энергетика будет главным энергоисточником XXI в., не став таковым по многим причинам в конце XX в., и в первую очередь из-за наличия достаточного количества нефти и газа в мире по умеренным стоимостям, аварий на ядерных станциях, привёдших к недоверию к ним общества, отсутствия убедительных концепций ядерной и радиационной безопасности.

За краткую историю развития ядерной отрасли случился множество больших аварий на ядерных объектах, среди которых направляться выделить тепловой взрыв емкости-хранилища высокоактивных отходов предприятия «Маяк» на Южном Урале вблизи г. Кыштым в последних числах Сентября 1957 г., аварию на АЭС в Уиндскейле (Англия) в октябре 1957 г., аварию на АЭС Три-Майл-Айленд (США) в 1979 г., аварию на ЧАЭС в апреле 1986 г. И наконец, в марте 2011 г. в Японии случилось землетрясение, и вызванное им цунами принесло самую большую ядерную трагедию XXI в. — аварию на АЭС Фукусима-1 (управляется компанией Tokyo Electric Power, Япония) с последующими взрывами в строениях реакторов, неконтролируемыми выбросами радиоактивного пара в воздух. Обстановка в Японии показала кризис МАГАТЭ как интернационального университета, что с подачи США выдвигает на первый замысел угрозу атомного оружия, затушевывая опасность недостаточного контроля интернационального сообщества за применением мирного атома [1].

Последняя авария заостряла внимание не только на необходимости важного пересмотра вопроса увеличения безопасности трудящихся станций, но и на вопросах разработки новых действенных способов контроля и дистанционного обнаружения радиоактивного загрязнения внешней среды, и геофизической обстановки данного района.

Существующие способы дистанционного зондирования следов радиоактивной ионизации конечно поделить на прямые и косвенные. Первые основаны на регистрации спектра и интенсивности ионизирующего излучения объекта, вторые регистрируют изменение внешней среды под действием этого излучения [2].

Прямые способы мониторинга взяли громаднейшее распространение, и на данный момент контроль за радиационной обстановкой основан на способах детектирования ионизирующих излучений, к примеру, применяющих разные сцинтилляторы. Но для настоящих дистанционных способов (разрешающих снабжать мониторинг с космического аппарата) их пространственная разрешающая чувствительность и способность недостаточны, реально они разрешают создавать измерения с расстояний не более сотен метров. К тому же кое-какие типы ионизирующих излучений (?, ?) владеют очень не сильный проникающей свойством и не смогут быть зарегистрированы такими способами дистанционно.

Выход пребывает в применении косвенных способов, разрешающих оценить уровень радиоактивного загрязнения по отклику внешней среды на ионизирующее излучение. Таковой подход разрешает применять классические способы дистанционного мониторинга внешней среды: приземных слоев воздуха, Земли и поверхности океана. Главное действие, которое оказывают продукты радиоактивного деления на внешнюю среду, — это ее ионизация и, как следствие, протекание разных стимулируемых ионами биологических и физических эффектов.

Условно предлагаем разделять следующие природные эффекты, вызванные ионизирующим излучением:

  • биологические эффекты, а также изменение растительных покровов и цветности водоёмов. В ИРЭ РАН проводились работы по обработке спектрозональных изображений поверхности Почвы, подверженной радиоактивному загрязнению, каковые продемонстрировали, что поверхностная растительность получает разные спектральные характеристики в зависимости от степени угнетения (рис.1);

Рис. 1. Территория ЧАЭС и итог трехканальной обработки данных спектрозонального сканера МСУ-Э (27.04.97) [3]

  • химические эффекты, а также изменение концентрации главных малых газовых составляющих атмосферы, изменение термодинамических параметров воздуха. Наличие источника ионизации в исследуемом районе может приводить к значительным трансформациям безотносительной влажности и, что особенно заметно, химического потенциала паров в воздухе, что говорит о присутствии заряженных центров конденсации. Эти эффекты смогут приводить к в уходящем от поверхности почвы тепловом инфракрасном (ИК) излучении, которое может легко наблюдаться с современных метеорологических спутников посредством ИК-радиометров и микроволновых температурно-влажностных зондировщиков (рис. 2);

Рис. 2. Обработанные эти радиометра AVHRR спутника NOAA в районе АЭС Фукусима-1 22.03.2011 г. [4]

  • электромагнитные эффекты, а также изменение концентрации электронов в ионосфере, радиоизлучение атмосферных образований. Способы, основанные на электромагнитных эффектах, применяют, к примеру, эффект изменчивости черт ионосферы (к примеру, ионной и электронной концентрации) над районами радиоактивного загрязнения на поверхности Почвы и в нижних слоях тропосферы. Измерение данных черт со спутников разрешит приобретать данные о уровне и распространении радиоактивных загрязнений (рис. 3).

Рис. 3. Распределение электронной концентрации в слое F2 ионосферы над ядерной электростанцией по окончании аварии (Три-Майл-Айленд, США) согласно данным спутника «Интеркосмос-19», полученное при обработке данных радиозондирования (звездочкой указана проекция на положение станции) [5]

Эти эффекты возможно положить в базу способов дистанционного зондирования радиоактивных загрязнений с применением уже существующей аппаратуры на космических аппаратах (КА).

Космические способы смогут кроме этого дать данные и о геологической структуре района АЭС и тем самым о потенциальных угрозах геологического характера. Из всех геологических объектов разломы, в особенности активные, наилучшим образом отражаются на космических снимках. Образуемые разломами странности ландшафта довольно часто выясняются весьма удобными для создания инженерных сооружений – по ним прокладывают дороги, их применяют для постройки плотин и гидростанций, и ядерных станций.

Так, к примеру, в западной части береговой полосы о. Хонсю рядом от г. Цугура расположена ядерная станция (рис. 4а). Но кроме того на общедоступных снимках видно, что через эту территорию проходит маленькой разлом, оперяющий второй разлом, пара большего размера (рис. 4б).

Возможно также подчернуть, что наличие громадного количества активных разломов характерно для геологического строения Японии.

Рис. 4. Разломы в районе ядерной станции

Так, возможно заявить, что создание объективного, свободного, наднационального мониторинга радиационной и геофизической обстановки около АЭС — это одна из приоритетных задач космического мониторинга. Но существует трудность — своевременное доведение чрезвычайной информации в том формате, что воспримет потенциальный потребитель.

На данный момент развитие спроса на эти дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ) со стороны отдельных лиц, коммерческих структур, национальных структур, и появление новых возможностей применения этих данных обусловили развитие и появление рынка дополнительных одолжений в сфере ДЗЗ. Главным видом предлагаемых одолжений на рынке есть обработка сырых, необработанных данных, приобретаемых с космических аппаратов дистанционного зондирования, и преобразование этих данных в данные, нужную для конечного потребителя.

Существующие операторы космических совокупностей ДЗЗ разрешают приобретать в настоящем режиме времени эти, нужные для мониторинга радиационной и геофизической обстановки около АЭС. Но для своевременного доведения данной информации до простых пользователей нужен несложный геоинформационный ресурс, разрешающий в режиме онлайн узнавать необходимую информацию. самоё оптимальным есть применение приложений для смартфонов и мобильных компьютеров на совокупностях iOs, Android, Windows 8.

Так, возможно с уверенностью сказать о возможности создания районированной либо глобальной информационной совокупности обработки, хранения, распространения и представления информации о распространении радиоактивных загрязнений в техногенно страшных районах, разрешающей потребителю приобретать эти сведенья уже в готовом виде, без необходимости дополнительной обработки со стороны пользователя и в сжатые сроки.

С позиций социально-экономической значимости ожидаемых результатов создание совокупности мониторинга разрешит в принципе осуществлять свободный контроль за вероятным распространением радиоактивных загрязнений на территории страны, и на всей планете, что, со своей стороны, разрешит более действенно осуществлять мероприятия при происхождении чрезвычайной обстановке. Вероятно кроме этого коммерческое применение совокупности при предоставлении информации мониторинга заинтересованным государствам.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Шарко М. В. Японская техногенная ее последствия и катастрофа// Политика и Мир. — 2011. — №08(59). (http://mir-politika.ru/175-yaponskayatehnogennaya-katastrofa-i-ee-posledstviya.html)
  2. Боярчук К. А., Карелин А. В., Макриденко Л. А. Возможности мониторинга из космоса радиоактивных загрязнений на поверхности Почвы и в нижних слоях воздуха// Вопросы электромеханики. — 2005. — Т. 102. —С. 183 -209.
  3. Ефременко В. В., Мошков А. В., Семенов А. А., Чимитдоржиев Т. Н. Кое-какие результаты модельного опыта по трехканальной обработке многозональных изображений. — Труды Общероссийской научной конференции «Физические неприятности экологии. Физическаяэкология». — М., 1998. — Т. 1. —С. 28.
  4. Dimitar Ouzounov, KatsumiHattori, Sergey Pulinetsetal. Integrated Sensing, Analysis and Validation of Atmospheric Signals Associated with Major Earthquakes (EGU2011-5195).
  5. Boyarchuk K. A., Lomonosov A. M., Pulinets S. A., Hegai V. V. Impact of radioactive contamination on electrical characteristics of the atmosphere. New remote monitoring method, — Bulletin Russian Academy of Sciences, Physics / Supplement Physics of Vibrations, 1997, Vol. 61, No. 4, pp. 260 — 266.

🏆 ТОП 10 самых мощных ⚠️ АЭС в мире ⚡


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: