Перспективные методы и средства экспрессконтроля степени зараженности поверхностей: Технологии и пути развития

/60 Civil SecurityTechnology, Vol. 13, 2016, No. 4 (50) УДК 662.1.4

Перспективные методы и средства экспресс-контроля степени зараженности поверхностей: технологии и пути развития

ISSN 1996-8493

© Технологии гражданской безопасности, 2016

В.А. Пашинин, П.Н. Косырев, Н.Н. Посохов, И.А. Пушкин, Н.П. Валуев

Аннотация

Рассмотрены материалы совместной с ФГБОУ ВО МГУПС (МИИТ) и ФГБОУ ВО АГЗ МЧС России научно-исследовательской работы по разработке требований к экспресс-анализу урансодержащих соединений; приведены характеристики комплекта аэрозольных устройств для экспресс-обнаружения урансодержащих соединений, комплекта для обнаружения аварийно химически опасных веществ и комплекта с имитационными рецептурами для оценки работоспособности аэрозольных устройств.

Показаны актуальность и перспективность разработки средств экспресс-обнаружения загрязненности (зараженности) поверхностей объектов соединениями урана и аварийно химически опасными веществами.

Ключевые слова: аварийно химически опасные вещества; аэрозольное устройство; комплект аэрозольных устройств; потенциально опасные объекты; технологическое оборудование; соединения урана; экспресс-обнаружение.

Advanced Methods and Tools for Rapid Testing of Surface Contamination: Technologies and Trends in Development

ISSN 1996-8493

© Civil Security Technology, 2016

V. Pashinin, P. Kosyrev, N. Posokhov, I. Pushkin, N. Valuyev

Abstract

The authors discuss the outcomes of a research for drawing up requirements to rapid testing of uranium compounds. This was a joint project of Moscow State University of Transport Routes (MIIT) and Civil Defense Academy of Emer-com of Russia. The article gives the characteristics of an aerosol device kit for rapid detection of uranium compounds, a kit for the detection of hazardous chemicals and a kit for checking the functioning of the aerosol devices. The article shows the relevance and importance of developing means for rapid detection of surface contamination with uranium compounds or hazardous chemicals.

Key words: hazardous chemicals; aerosol device; aerosol device kit; potentially hazardous installations; technical equipment; uranium compounds; rapid detection.

Парирование угроз гибридных войн требует системного и комплексного подхода, принятия мер политического, правового, социального, организационного, научно-технического, технологического и экономического характера [1].

Цель исследования заключалась в формировании научных основ новых принципов, способов и средств предотвращения поражения людей от различных поражающих факторов источников чрезвычайных ситуаций (ЧС), обеспечивающих создание аналитической системы оперативного выявления опасных веществ, удовлетворяющей требованиям к ее назначению, условиям применения и технико-экономическим характеристикам [2].

При авариях на объектах атомной энергетики, сопровождающихся выбросом ядерного топлива, выявление мест сосредоточения выбросов альфа-излучателей существующими приборами радиационного контроля затруднено вследствие сильного гамма-излучения.

Обедненный уран и его соединения, являющиеся компонентами отработанного ядерного топлива, образующегося при работе атомных электростанций в качестве твердых и жидких радиоактивных отходов, являются довольно сильными ядами и могут вызвать отравление организма.

Последствия использования обедненного урана в артиллерийских боеприпасах, которые применялись в Югославии и Ираке, еще до конца не установлены. Поэтому актуальной задачей является обнаружение наряду с высокорадиоактивным ураном также и урана с относительно низкой радиоактивностью.

В ходе совместной с ФГБОУ ВО МГУПС (МИИТ) и ФГБОУ ВО АГЗ МЧС России научно-исследовательской работы были разработаны требования к экспресс-анализу урансодержащих соединений, изготовлен макетный образец комплекта аэрозольных устройств для экспресс-обнаружения урансодержа-щих соединений, оценены его основные характеристики и выпущен итоговый отчет по теме [3].

Преимущества экспресс-методов перед другими средствам заключаются в следующем:

не требуется контакт оператора с обследуемой поверхностью;

обеспечивается контроль зараженности поверхностей по диффузионному потоку;

обеспечивается большая площадь контроля;

обеспечивается возможность многократного (более 150 раз) определения заражения поверхности объекта;

обеспечивается практически мгновенное обнаружение загрязненности поверхностей (наружных и внутренних поверхностей цистерн, железнодорожных вагонов, полов и стен помещений и т.д.);

не требуются дополнительное оборудование и вспомогательные операции по подготовке реактивов;

удобство и безопасность в использовании.

Практическую ценность проведенных исследований представляет аттестованная методика

выполнения измерений урансодержащих соединений с использованием комплекта аэрозольных устройств.

Опытные партии аэрозольных устройств переданы в опытную эксплуатацию для нужд различных ведомств (вариант комплектации приведен на рис. 1), в ходе опытной эксплуатации подтверждена эффективность использования изделий.

Технические характеристики аэрозольных устройств:

время обнаружения—не более 1 минуты; кратность использования—не менее 150 раз; масса—не более 150 г;

интервал рабочих температур — от минус 10 до плюс 50 °С (в случае замерзания рецептуры, после размораживания ее работоспособность полностью сохраняется);

чувствительность обнаружения—на уровне критериально допустимых значений зараженности;

гарантийный срок хранения рецептур — не менее 3 лет.

Рис. 1. Вариант комплектации комплекта аэрозольных устройств для экспресс-обнаружения урансодержащих соединений

Порядок применения аэрозольного устройства заключается в нанесении индикаторной рецептуры на обследуемую поверхность и последующем наблюдении за изменением окраски индикаторной рецептуры на всей площади нанесения. При наличии на поверхности урансодержащих соединений появляются пятна характерного, нанесенного на этикетку цвета.

Предложенный макетный образец может быть рекомендован для использования на стационарных объектах атомной промышленности для выявления просыпей, проливов соединений урана.

В ходе проведения совместных научных изысканий ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), МГУПС (МИИТ) и ФГБОУ ВО АГЗ МЧС России по обоснованию актуальности разработки портативных устройств для экспресс-обнаружения загрязненности различных поверхностей был получен патент на промышленный образец «Кейс для размещения и транспортировки

/62 Civil SecurityTechnology, Vol. 13, 2016, No. 4

аэрозольных устройств для обнаружения урансодержащих соединений» [4].

С целью обнаружения соединений урана аварийно-спасательными подразделениями МЧС России, в том числе аэромобильными группировками, был разработан также комплект аэрозольных устройств, размещенных в кейсе [4], приведенный на рис. 2.

Рис. 2. Кейс с комплектом аэрозольных устройств для обнаружения урансодержащих соединений. Общий вид

В состав комплекта входит два аэрозольных устройства. Первое устройство (АУ-9 № 1) служит для перевода соединений урана в растворимую форму. Второе устройство (АУ-9 № 2) служит для обнаружения растворимых форм соединений урана.

Кейс с комплектом из двух аэрозольных устройств для обнаружения соединений урана в раскрытом положении приведен на рис. 3.

Рис. 3. Кейс с комплектом из двух аэрозольных устройств для обнаружения соединений урана в раскрытом положении

Была проведена разработка также макета комплекта аэрозольных устройств для обнаружения загрязненности поверхностей объектов аэрозолем и капельно-жидкими аварийно химически опасными веществами кислого и щелочного характера,

окислителями и компонентами ракетного топлива (азотной кислоты и несимметричного диметилгидра-зина). Общий вид такого комплекта в открытом положении приведен на рис. 4.

Рис. 4. Кейс для обнаружения аварийно химически опасных веществ в раскрытом положении

Для проверки работоспособности аэрозольных устройств и обучения операторов работе с ними были разработаны также макеты комплектов аэрозольных устройств с имитационными рецептурами.

Общий вид одного из таких комплектов этого комплекта приведен на рис. 5.

Рис.

5. Кейс с комплектом аэрозольных устройств с имитационными рецептурами

Для оценки работоспособности аэрозольных устройств имитационную рецептуру наносят методом распыления на обследуемую поверхность с последующей ее обработкой соответствующей рецептурой для обнаружения урансодержащих соединений. Аэрозольное устройство для обнаружения урансодержащих соединений считается годным к использованию по назначению, если на поверхности появляется характерное окрашивание в соответствии с этикеткой данного аэрозольного устройства.

По результатам совместных исследований был опубликован доклад в материалах Международной

научно-практической конференции «Черно-быль-30 лет», посвященной 30-летию со дня катастрофы на Чернобыльской АЭС [5].

В дальнейшем эти исследования получили свое логическое продолжение постановкой научно-исследовательской работы по разработке современных методов и способов обнаружения зараженности поверхностей объектов аварийно химически опасными веществами с помощью комплекта аэрозольных устройств [6].

В ходе проводимых исследований были предложены новые индикаторные составы для экспресс-обнаружения несимметричного диметилгидразина и аммиака, окислителей, а также способ обнаружения веществ кислого характера и аварийно химически опасных веществ, защищенные патентами на изобретения и промышленные образцы [7-11].

Таким образом, предлагаемые средства оперативного выявления урансодержащих соединений и аварийно химически опасных веществ позволяют обеспечить высокую скорость поиска и обнаружения данных веществ на различных поверхностях объектов без непосредственного контакта оператора с исследуемой поверхностью и снизить до минимума время принятия решения о неотложных мерах.

Литература

1. Татаринов В.В. Радиационный, химический и биологический терроризм // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. Вып. 3 (43). Июнь 2012. 7 с. http://ipb.mos.ru/ ttb/2012-З/.

2. Пашинин В. А., Косырев П. Н., Пушкин И. А., Посохов Н. Н. Совершенствование комплекта аэрозольных устройств для экспресс-обнаружения соединений урана и аварийно химически опасных веществ на поверхностях различных объектов // Технологии гражданской безопасности. 2015. Т. 12. № 1 (43). С. 36-40.

3. Пашинин В. А., Косырев П. Н., Пушкин И. А., Валуев Н. П.,

B. К. Вуколов. Разработка рекомендаций по применению аэрозольных устройств обнаружения и индикации урансодержащих соединений в интересах МЧС России: итоговый отчет о НИР (п. 2.3.1. Плана научной деятельности Академии гражданской защиты на 2014 г), М.: АГЗ МЧС России, 2014. 96 с.

4. Патент на промышленный образец № 95992 «Кейс для размещения и транспортировки аэрозольных устройств для обнаружения урансодержащих соединений»: Косырев П. Н., Пашинин В. А., Жеманов И. А., Тараканов А. Ю.

5. Пашинин В. А., Пушкин И. А., Косырев П. Н., Татаринов В. В., Коломойцева И. Е. Разработка комплекта аэрозольных устройств для обнаружения урансодержащих соединений // Материалы Международной научно-практической конференции «Чернобыль-30 лет», посвященной 30-летию со дня катастрофы на Чернобыльской АЭС / АГПС МЧС России. М., 2016.

C.199-201

6. Техническое задание на НИР «Разработка современных методов и способов обнаружения зараженности поверхностей объектов аварийно химически опасными веществами с помощью комплекта аэрозольных устройств.

7. Патент на изобретение № 2563839 «Индикаторный состав для экспресс-обнаружения несимметричного диметилгидразина и аммиака», авторы: Посохов Н. Н., Пашинин В. А., Косырев П. Н., Семин А. А., Халимова А. С.

8. Патент на изобретение № 2568585 «Индикаторный состав для экспресс-обнаружения окислителей», авторы: Посохов Н. Н., Пашинин В. А., Косырев П. Н., Халимова А. С., Семин А. А., Фадеев М. В.

9. Патент на изобретение № 2563836 «Применение аэрозольного устройства для экспресс-обнаружения агрессивных химических веществ кислого характера на поверхностях объектов»,

авторы: Посохов Н. Н., Пашинин В. А., Косырев П. Н., Халимова А. С., Александров А. В.

10. Патент на изобретение № 2563838 «Способ экспресс-обнаружения агрессивных химических веществ», авторы: Посохов Н. Н., Пашинин В. А., Косырев П. Н., Халимова А. С., Семин А. А., Фадеев М. В.

11. Патент на промышленный образец № 95837 «Кейс для размещения и транспортировки аэрозольных устройств», авторы: Посохов Н. Н., Пашинин В. А., Косырев П. Н., Жеманов И. А., Тараканов А. Ю.

Сведения об авторах

Пашинин Валерий Алексеевич: д. т. н., проф., ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения», проф. кафедры. 124992, Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9. E-mail: pashininmiit@yandex.ru

Косырев Павел Николаевич: к. т. н., с. н. с., ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), вед. н. с. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. E-mail: kosyrevp@mail.ru

Посохов Николай Николаевич: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), зам. нач. НИЦ.

121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. E-mail: Nik.posokhov@Yandex.ru SPIN-код — 3220-2654.

Пушкин Игорь Александрович: ФГБОУ ВО АГЗ МЧС России, проф. каф.

141435, Московская обл, г Химки, микрн. Новогорск, корп. 1 Тел.: 8 (916) 347-30-78.

Валуев Николай Прохорович: ФГБОУ ВО АГЗ МЧС России, зав. каф.

141435, Московская обл, г Химки, мкрн. Новогорск, корп. 1 E-mail: npvaluev@mail.ru

Information about authors

Pashinin Valery A.: doctor of technical sciences, professor, Federal State Educational Institution of Higher Professional Education «Moscow State University of Railway Transport», professor of the department. 124992, Moscow, str. Obraztsova, 9, p. 9. E-mail: pashininmiit@yandex.ru

Kosyrev Pavel N.: Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Federal Government Budget Institution "All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies" (Federal Center of Science and high technology), Leading Researcher.

121352, Moscow, str. Davydkovskaya, 7. E-mail: kosyrevp@mail.ru

Posohov Nikolai N.: Federal Government Budget Institution "All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies" (Federal Center of Science and high technology), Deputy Head of the Research Center. 121352, Moscow, str. Davydkovskaya, 7. E-mail: posokhov@vniigochs.ru SPIN-scientific — 3220-2654.

Pushkin Igor А.: In Russian Emercom AGZ, Professor of the Department.

141435, Moscow region, Khimki mikrn. Novogorsk. Bldg. 1. Tel.: 8 (916) 347-30-78.

Valuev Nikolai P.: In Russian Emercom AGZ, Head of Department.

141435, Moscow region, Khimki mikrn. Novogorsk. Bldg. 1. E-mail: npvaluev@mail.ru