Ανάπτυξη και εφαρμογή τεχνικών εκτίμησης της ακτινικής επιβάρυνσης του πληθυσμού από καταστάσεις πυρηνικής ή ραδιολογικής έκτακτης ανάγκης
Authors: Σαλπαδήμος Νικόλαος 
Published: January 2025

Η παρούσα διδακτορική διατριβή (ΔΔ) εστιάζει στη βελτιστοποίηση της ετοιμότητας και της απόκρισης σε ενδεχόμενη ραδιολογική ή πυρηνική έκτακτη ανάγκη, η οποία παρουσιάζει επιπτώσεις εντός της Ελληνικής επικράτειας. Συγκεκριμένα, η διατριβή επικεντρώνεται στη μελέτη υποθετικής έκλυσης από πυρηνικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας πλησίον της χώρας, στη μελέτη ατυχήματος από πυρηνοκίνητο υποβρύχιο, στην ανάλυση των επιπτώσεων δοκιμής πυρηνικού όπλου, καθώς και στη μοντελοποίηση και διερεύνηση των επιπτώσεων ραδιολογικού ατυχήματος εντός αστικού περιβάλλοντος. Η σε βάθος μελέτη όλων των παραπάνω σεναρίων, τόσο μέσω της ταυτοποίησης και ανάλυσης των δυσμενέστερων σεναρίων, αλλά και με την ανάπτυξη μεθοδολογίας για τη διεξαγωγή μελέτης εκτίμησης κινδύνου ταυτοποιεί τις προτεινόμενες δράσεις απόκρισης και βελτιστοποιεί την εφαρμογή τους.Στο στάδιο της απόκρισης σε ενδεχόμενη κατάσταση έκτακτης ανάγκης, με γνώμονα την ορθή λήψη αποφάσεων, απαιτείται η συγκέντρωση δειγμάτων και η ταυτοποίηση και ποσοτικοποίηση των ραδιονουκλιδίων που εμπεριέχονται σε αυτά. Ως εκ τούτου, η εν λόγω ΔΔ εστιάζει και στην τεχνική της γ-φασματοσκοπίας. Η βαθμονόμηση του εξοπλισμού, η βελτιστοποίηση της τεχνικής, καθώς και η ανάπτυξη μεθοδολογίας για τη διόρθωση των φαινομένων που διέπουν τη γ-φασματοσκοπία πραγματοποιούνται εντός του συγκεκριμένου πλαισίου. Για τις ανάγκες της μοντελοποίησης και μελέτης ενδεχόμενης έκλυσης, αξιοποιείται το λογισμικό ατμοσφαιρικής διασποράς Hysplit, και το σύστημα λήψης αποφάσεων JRodos. Όσον αφορά τη μελέτη υποθετικής έκλυσης από πυρηνικό εργοστάσιο, το Hysplit αξιοποιείται κυρίως για την παραγωγή της τροχιάς των αέριων διαδρομών από υποθετικό σημείο έκλυσης και τον προσδιορισμό των δυσμενέστερων σεναρίων όσον αφορά τα μετεωρολογικά δεδομένα. Εν συνεχεία, το JRodos εφαρμόζεται για την περαιτέρω μελέτη εκάστοτε σεναρίου και τον υπολογισμό των μεγεθών ενδιαφέροντος που αξιοποιούνται σε πιθανή κατάσταση έκτακτης ανάγκης, όπως ο ρυθμός δόσης στον αέρα, η δόση στον πληθυσμό και η συγκέντρωση ενεργότητας ραδιονουκλιδίων στην τροφική αλυσίδα. Συνολικά μελετήθηκαν 40 δυσμενέστερα σενάρια για ενδεχόμενη έκλυση από το Kozloduy και 13 δυσμενέστερα σενάρια έκλυσης από έναν υποθετικό σταθμό παραγωγής πυρηνικής ενέργειας στη Μαρμαρίδα, ταυτοποιώντας τις αναμενόμενες μέγιστες τιμές δόσης και τις προτεινόμενες δράσεις προστασίας σύμφωνα με τα όρια που έχουν ενταχθεί στην Ελληνική νομοθεσία. Σε συνέχεια αυτού, παρήχθησαν μέσω του JRodos 360 σενάρια έκλυσης από το γειτονικό σταθμό Kozloduy. Μέσω της στατιστικής ανάλυσης των ανωτέρω σεναρίων, αναπτύχθηκε και πραγματοποιήθηκε μελέτη εκτίμησης κινδύνου, η οποία εντοπίζει τις περιοχές ενδιαφέροντος εντός της Ελληνικής επικράτειας. Με βάση τη συγκεκριμένη μελέτη πραγματοποιείται η βελτιστοποίηση των θέσεων τοποθέτησης των σταθμών μέτρησης ραδιενέργειας στο πλαίσιο της επέκτασης του τηλεμετρικού δικτύου και ορίζεται η μεθοδολογία δειγματοληψίας. Αντίστοιχη μεθοδολογία προσδιορισμού δυσμενέστερων σεναρίων με το Hysplit, και αναλυτικής μελέτης τους με το JRodos πραγματοποιήθηκε για ενδεχόμενη έκλυση από πυρηνοκίνητο υποβρύχιο το οποίο ελλιμενίζεται στο λιμάνι της Σούδας. Μελετήθηκαν συνολικά 13 δυσμενέστερα σενάρια, και ταυτοποιήθηκαν οι αναμενόμενες δράσεις προστασίας κατά το στάδιο της απόκρισης σε αντίστοιχο συμβάν. Στη συνέχεια, ακολούθησε μελέτη των επιπτώσεων στον πληθυσμό κατά τη δοκιμή πυρηνικού όπλου. Αναλύθηκε η μεθοδολογία που αξιοποιήθηκε με τη χρήση του λογισμικού Hysplit για τη μελέτη πυρηνικών δοκιμών διαφορετικής ισχύος. Ακόμη, υπολογίστηκαν και ταυτοποιήθηκαν οι αναμενόμενες δόσεις στον πληθυσμό από τις κύριες οδούς έκθεσης, καθώς και ο ρυθμός δόσης στον αέρα. Τέλος, πραγματοποιήθηκε μοντελοποίηση ραδιολογικού συμβάντος, το οποίο βασιζόταν σε έκλυση καισίου εντός αστικού περιβάλλοντος και υπολογίστηκαν οι αναμενόμενες δόσεις στον πληθυσμό. Όλες οι παραπάνω μελέτες επικυρώνονται με τη συμμετοχή σε ασκήσεις διασύγκρισης των ανωτέρω λογισμικών, αλλά και ασκήσεις έκτακτης ανάγκης, οι οποίες επιδεικνύουν την ορθή χρήση τους και την εξαγωγή έγκυρων αποτελεσμάτων. Με σκοπό την ορθή λήψη αποφάσεων στο στάδιο της απόκρισης σε οποιαδήποτε από τις παραπάνω ενδεχόμενες καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, πραγματοποιήθηκε βαθμονόμηση των ανιχνευτών γ-φασματοσκοπίας χαμηλού υποβάθρου που βρίσκονται στο εργαστήριο της Ελληνικής Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας (ΕΕΑΕ). Ακολούθησε μοντελοποίηση των ανιχνευτών με τη χρήση του κώδικα Monte Carlo “PENELOPE”, και υπολογιστική βαθμονόμησή τους για διαφορετικές γεωμετρίες μέτρησης, με τη χρήση της μεθόδου μεταφοράς απόδοσης. Ακόμη, προσδιορίστηκαν τα ελάχιστα όρια ανίχνευσης σε διαφορετικούς χρόνους μέτρησης για τα ραδιονουκλίδια ενδιαφέροντος εντός της τροφικής αλυσίδας ή στο χώμα, μετά από ενδεχόμενη έκλυση ραδιενεργού υλικού. Στο πλαίσιο της εξαγωγής ορθών αποτελεσμάτων, αναλύθηκε η μεθοδολογία διόρθωσης για το φαινόμενο της αυτοαπορρόφησης και αναπτύχθηκε μεθοδολογία διόρθωσης για το φαινόμενο της πραγματικής σύμπτωσης με τη χρήση του κώδικα Monte Carlo “PENELOPE”. Το σύστημα ποιότητας και η ορθή διεξαγωγή των ανωτέρω επικυρώθηκε με τη συμμετοχή σε διεργαστηριακές ασκήσεις, οι οποίες περιγράφονται αναλυτικά στο πλαίσιο της εν λόγω ΔΔ. Ειδική μνεία οφείλει να γίνει στην άσκηση διασύγκρισης δειγμάτων με υψηλή φυσική ραδιενέργεια (γνωστά ως NORM), η οποία διοργανώθηκε από το εργαστήριο της ΕΕΑΕ, υπό την αιγίδα του Διεθνούς Οργανισμού Ατομικής Ενέργειας. Περιγράφεται αναλυτικά η μεθοδολογία προετοιμασίας των δειγμάτων, καθώς και αξιολόγησης των συμμετεχόντων. Τέλος, πραγματοποιείται βαθμονόμηση των φορητών in situ ανιχνευτών γ-φασματοσκοπίας που αναμένεται να χρησιμοποιηθούν για την απόκριση σε ενδεχόμενη κατάσταση έκτακτης ανάγκης.