ЛУЧШИЕ В МИРЕ ДЕТЕКТОРЫ
Большая группа иркутских ученых и специалистов в коллективе
соавторов удостоена высокой награды премии Правительства
Российской Федерации в области науки и техники 2004 года за
разработку научных и практических основ создания и организацию
серийного производства комплекса средств термолюминесцентной
дозиметрии внешнего облучения персонала и населения.
Разработанные ими детекторы применялись при ликвидации
последствий аварии на Чернобыльской АЭС, сегодня они работают на
многих отечественных предприятиях, где необходимо обеспечение
радиационной безопасности.
Галина Киселева, «НВС»
О своем достижении рассказывают сами лауреаты. В беседе
участвуют: заместитель директора Института геохимии СО РАН
доктор физико-математических наук Александр Непомнящих; главный
научный сотрудник этого института доктор физико-математических
наук Евгений Раджабов; заместитель главного инженера ФГУП
«Ангарский химический электролизный комбинат» Александр Козлов;
главный инженер ФГУП «Родон» Сергей Мироненко.
«Дуракоупорное изобретение»
Александр Козлов:
Чернобыльская авария вскрыла недостатки не только в нашей
атомной энергетике, но и в системе индивидуального
дозиметрического контроля. Оказалось, что дозы, которые получали
ликвидаторы, измерялись приборами с расхождениями показаний в
2-3 раза. Именно поэтому так много людей оказались
переоблученными. Сразу после аварии были приняты меры по
устранению недостатков. В 1987 году вышло специальное
постановление Правительства СССР, в одном из пунктов которого
было записано: «Организовать в Ангарске производство детекторов
индивидуального дозиметрического контроля». По приказу
руководителя Минатома на нашем комбинате было создано СКТБ.
Почему именно в Ангарске? К этому моменту в Институте геохимии
СО РАН закончили разработку монокристаллического детектора для
дозиметрического контроля, основанного на иных, чем в известных
аналогах, принципах и обладающего другими преимуществами. И когда
авария произошла, им было что предложить исследования велись
по сходной тематике.
За основу был взят созданный учеными детектор, а технология его
изготовления разработана в СКТБ нашего комбината. Детекторы в
серийное производство запустили в 1991 году. Но одного детектора
мало. Как действовали отечественные дозиметрические приборы
тогдашнего времени? Детектор обычно ставился в полистирольный
корпус, оператор должен был пинцетом его оттуда доставать,
помещать в прибор, прибор в печку, где он нагревался и давал
показания. При таких манипуляциях оператор частенько ронял
детектор, тот падал, разбивался, и терялась ценнейшая информация.
Импортные же приборы работали в автоматическом режиме.
И мы поставили перед собой задачу создать аналогичный
автоматизированный комплекс индивидуального дозиметрического
контроля. Разработали сразу два комплекса для контроля
гамма-излучения и гамма-нейтронного излучения. На подложке
располагались никелевые чашечки, в которых закреплены созданные
учеными детекторы ДТГ-4.
Прибор по своему техническому воплощению сложный, здесь есть
автоматическая штанга, которая вытягивает детектор, затем
считывается код, и по команде дозиметр подается в печку. Причем,
к нему автоматически подключается термопара и дальше считывается
информация. У дозиметра имеется несколько фильтров: из
карбитобора, из полиэтилена, из меди. В конструкции использован
не просто литий-фтор, как в традиционных дозиметрах, а изотопы
лития № 6 и № 7. Словом, довольно сложный и дорогостоящий прибор,
оснащенный специальным компьютером для управления всеми
процессами и получения информации. Стоит каждый индивидуальный
детектор примерно 1,5 тыс. рублей, а весь комплекс много
дороже.
В нашем творческом коллективе трудились также специалисты из
Института физики высоких энергий города Протвино они
разрабатывали технические требования на дозиметр
гамма-нейтронного излучения, на основе которых в АНХК и создали
данную конструкцию. В работе принимали участие заместитель
начальника управления ядерно-радиационной безопасности
территориального Агентства по атомной энергии А. Панфилов и
заместитель директора Института биофизики из Москвы О. Кочетков.
Они создали концепцию перехода всей отрасли на новые нормы
НРП-99. Всего над прибором работали 14 человек, которые и стали
лауреатами.
В России и СНГ подобных дозиметров нет, а таких
монокристаллических детекторов, которые разработаны Институтом
геохимии, нет и в мире. Сегодня они выпускаются на комбинате в
Ангарске, обеспечивая все необходимые отечественные производства.
Примерно 300 тыс. человек сегодня обслуживаются нашими приборами.
Это работники Росатома, военные, специалисты различных НИИ,
атомных станций, медицины, санэпиднадзора и т.д. Сейчас
установлена норма радиационного контроля для персонала
газонефтедобывающей отрасли, и от них тоже поступают заказы.
Таблетка детектора гарантированно выдерживает до 500 циклов
измерений, хотя может действовать и дольше. Надо признать, что
наши друзья, ученые-геохимики разработали такой детектор, который
вообще не выходит из строя. Сколько лет их выпускаем, и ни один
заказчик не обратился с просьбой о замене. Специалисты называют
его «дуракоупорным изобретением».
Проверку проходили в Чернобыле
Александр Непомнящих:
С 70-го года в нашем институте развивалось такое
направление изучение радиационной физики твердого тела и роста кристаллов.
В мире монокристаллические детекторы не выпускались из-за того,
что специалисты не могли получить однородные по характеристикам
монокристаллы. Мы же эту работу выполняли по заказу Госкомитета
по науке и технике СССР и в 1982 году закончили. Затем целый ряд
работ сделали для военно-морского флота, провели государственные
испытания нашего детектора. В 1983 году получили на него
технические условия, а с 1985 года организовали опытное
производство у себя в институте. В 1986 году, когда случилась
авария на Чернобыльской АЭС, у нас уже был готовый детектор и
измерительный пункт для него. Министерство здравоохранения сразу же обратилось
в институт с просьбой отправить группу наших
сотрудников с измерительным комплексом и детекторами в Чернобыль.
15 мая мы уже были в районе злополучной станции, и в течение трех
месяцев вели контроль населения. Вот тогда и выявились все
недостатки имеющейся здесь аппаратуры разные приборы давали
разные показания.
Летом 1986 года Сибирское отделение АН СССР направило в
правительство документ за подписью академика Валентина Коптюга и
директора нашего института академика Льва Таусона о необходимости
индивидуального контроля населения пострадавших территорий.
Осенью того же года мы обратились в ЦК и Правительство СССР с
письмом, в котором обосновывали необходимость и возможность
создания производства дозиметров в Иркутской области, после чего
появилось соответствующее постановление. До создания СКТБ на
Ангарском химическом электролизном комбинате мы выпускали
детекторы на своем участке в институте, изготовили 1,5 млн штук они
работали по всему СССР, в частности, в Белоруссии, на
Украине.
Наш детектор сердце прибора, на его основе создан
измерительный комплекс, который на сегодня по многим параметрам
не уступает зарубежным образцам, а по некоторым даже превосходит
их. Прибор измеряет и гамма и гамма-нейтронное излучение.
Планируем освоить еще и измерение бета-излучения.
Александр Козлов:
Надо заметить, что те 1,5 млн детекторов, которые, как сказал
Александр Иосифович, они выпускали в своем институте,
использовались в старых дозиметрах. И было много претензий детекторы
нестойкие, быстро выходят из строя. Мы же решили
создать дозиметр, в котором бы детектор проявил все свои лучшие
качества. Теперь он закрепляется на никелевой чашечке усиками и
может служить практически вечно. В документах по поводу его
использования записано «не менее 500 раз», а испытания
показали, что он может использоваться до 3 тыс. раз.
В основе любой разработки фундаментальные знания
Евгений Раджабов:
В этом творческом коллективе, я, наверное, единственный
представитель, который занимался только научными проблемами.
Писал научные статьи, в практических работах не участвовал, хотя
вообще-то я экспериментатор. Так получилось, что статьи оказались
достаточно важными, и мои выводы были использованы при реализации
проекта. Когда работали над детектором, вставали самые разные
вопросы какие процессы протекают, где происходит захват
электронов, которые возникают во время действия радиации, каким
образом возникает свечение при освобождении захваченных
электронов в процессе нагрева детектора? Сложно было разобраться
в том, какие дефекты в кристалле ответственны за свечение. И так
получилось, я «зацепил» эту важную тему. Это лишний раз говорит о
том, как важны фундаментальные исследования для решения
практических задач.
Александр Непомнящих:
Основное направление работы нашей лаборатории создание
новых материалов с заданными физическими характеристиками.
Разработка материалов, детекторов или технологий базируется на
глубоком исследовании фундаментальных физических процессов,
происходящих в твердом теле.
Сергей Мироненко:
Проблема выращивания кристаллических детекторов весьма сложна.
Это тонкий синтез, все процессы которого проходят при высокой
температуре, это решение целого комплекса проблем, начиная с
подбора исходного материала. Чтобы сам детектор стал экономичен в
изготовлении и, соответственно, его цена была бы более низкой,
провели сложное исследование высокотемпературного динамического
процесса выращивания кристалла. Создана технология для получения
кристалла с минимальными потерями. И я горжусь, что мне довелось
принимать в этом непосредственное участие.
Ценят не только в России
Александр Козлов:
По результатам работы творческим коллективом нашего комбината
получено пять авторских свидетельств, один патент, оформляется
заявка на второй. Мы участвовали во многих международных
выставках, в Брюсселе получили золотую медаль за технологию
выращивания кристалла с участием кислорода, в Женеве в 2002 году золотую
медаль за авторское свидетельство по разработке
дозиметра. Удостоены также золотой медали Тайваньской ассоциации
изобретателей. С международной выставки «Архимед 2003-2005»
привезли также несколько золотых медалей.
Сегодня мы поставляем монокристаллические детекторы ДТГ-4 в
Финляндию. Их аппаратура хорошо работает на этих детекторах. Одно
время поставляли нашу продукцию в Германию. Пробовали завоевать и
мировой рынок, но там все схвачено американцами.
Александр Непомнящих:
Традиционно используемый американский детектор имеет
достаточно высокий фоновый сигнал, поэтому малые дозы радиации им
измерять нельзя. Наш же детектор не имеет фонового сигнала и
может быть использован в любых условиях.
Работа продолжается
Александр Козлов:
Нормы радиационной безопасности требуют контроля гамма-,
нейтронного- и бета-излучения. Причем, в «Нормах» записано, что
необходимо измерять дозу излучения в толщине слоя кожи на глубине
50 микрон. И перед нами встала новая задача разработка
пленочного детектора. Он должен быть тонким и должен нормально
воспроизводить информацию бета-излучения на коже пальцев рук, на
лице, хрусталике глаза, причем, на различных глубинах. Такую
работу когда-то проводили ученые Московского института биофизики
вместе со ставропольскими коллегами и получили хорошие
результаты. Но наступила перестройка, институт развалился,
лаборатория сгорела. И мы подключили сейчас к решению этой
проблемы наших проверенных соавторов сотрудников Института
геохимии. Так что совместная с учеными работа продолжается.
стр. 7
|