2018. június: jegyzet, portré, tudomány, biztonságtechnika, kémia, atomenergia, innováció, környezetvédelem, energiagazdálkodás, urbanisztika, fenntarthatóság, okostechnológia, közlekedés, orvostudomány, genomika, mesterséges intelligencia, hulladékgazdálkodás, zöldkörnyezet, it
2018. június 4.

Szerzők:
Csöme Csilla
Kaposy Nándor
Kovács András
Völgyesi Péter

Sugárzásmérő detektorok tesztelése

Napjainkban a nukleáris terrorizmus (sugárzó anyagokkal való visszaélés, pánikkeltés) komoly fenyegetettséget jelent. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség több mint 800 olyan esetről tud, amelyben nukleáris anyag került illetéktelenek kezébe és csempész útvonalakra. Ebből következik, hogy kiemelt jelentőségű az olyan sugárzásmérő berendezések (detekto­rok) használata és fejlesztése, amelyek képesek a radioaktív anyagok minél hatékonyabb felderítésére és azonosítására. Ezért a Csillebércen található Magyar Tudományos Akadémia Energiatudományi Kutatóközpont Sugárbiztonsági Laboratóriuma (MTA EK-SBL) 2015-ben sugárzásmérő detektorok tesztelésére alkalmas laboratóriumot hozott létre.


A sugárzásmérő eszközök kapcsán megkülönböztetünk személyi, kézi és telepített detektorokat. A személyi sugárzásmérő eszközök (pl. PRD – Personal Radiation Detector) az adott személy öltözékében elhelyezett detektor ré­vén az illetőt ért sugárzás jelenlétéről és erősségéről adnak tájékoztatást. A kézi, hordozható detektorok (pl. RIID – Radia­tion Isotope Identifier Detector) a sugárzás forrásának megtalálására és azonosítására szolgálnak. A telepített sugárzás­mérő berendezések (sugárkapuk) határátkelőhelyeken, tömegrendezvényeken, illetve repülőtereken képesek a személyi és áruforgalom nagy érzékenységű monitorozására.

A tesztlaborban egy dinamikus és egy statikus szcenárió­kat modellező tesztelőhelyiséget alakítottunk ki (1., 2. ábra).

1. ábra. Izotópazonosítók reakcióidő-tesztje a statikus teszt­helyiségben.

A dinamikus laborban egy automatikusan mozgatható, külön­féle típusú sugárforrások hordozására/mozgatására szol­gáló kocsi áll rendelkezésre (2. ábra). A tesztpálya hossza 11 méter, a kocsi sebessége és a sugárforrás magassága precízen állítható, továbbá a mérések távvezérléssel működtethetők. A mozgatható egységre elhelyezett sugárforrás megfelelően modellezi a határátkelőhelyen áthaladó rejtett sugárforrás mozgását. A személyi és kézi műszerek tesztelésére két statikus besugárzóegység készült, ahol egy árnyékolt közegből elektronikusan előmozgatott sugárforrás (neutron vagy gamma) segítségével gyűjthető információ az adott detektorok mérési képességeiről.

2. ábra. Személyi sugárkapu tesztelése a dinamikus teszthelyiségben.

A tesztlaborban a sugárzásmozgató egységek irányítását, a környezeti paraméterek (hőmérséklet, nyomás, páratartalom) és mérési adatok gyűjtését és tárolását egy külön erre a célra kifejlesztett szoftver végzi (3. ábra). A teszteket a nemzetközi előírásoknak (pl. ANSI, IEC szabványok) megfelelően végezzük, amelyek magukban foglalják az adott teszt jellemzőit (pl.: sugárforrás típusa, árnyékolóanyag mennyisége, dózisjáruléka, dinamikus mérésnél a forrás sebessége stb.).

3. ábra. Izotópazonosító tesztelése természetes sugárzó anyaggal (232Th) maszkolt nukleáris anyag (238U) esetében (bal oldal) a dózisteljesítmény (jobbra fent) és környezeti paraméterek (jobbra lent) folyamatos monitorozása mellett.

Az MTA EK csillebérci telephelyén a több évtizedes fizikai tudományos kutatómunka következtében számos sugárforrás áll rendelkezésre a tesztekhez. Ezek között vannak sugárbiztonsági szempontból kiemelt szereppel bíró speciális nukleáris anyagok (pl.: szegényített urán – DU; nagy dúsítású urán – HEU), iparban felhasznált izotópok (pl.: 60Co, 137Cs, 192Ir), valamint egyéb, ritkáb­ban előforduló anyagok (pl.: 133Ba, 57Co, 252Cf, 110mAg, 241Am) is. Az ilyen anyagok detektálását meg­nehezítő természetes (pl.: 40K, 226Ra, 232Th) és orvosi (pl.: 99mTc, 131I, 67Ga, 201Tl) izotópok segítségével bonyolult, több­izotópos és maszkolásos szcenáriókban is vizsgálhatjuk a műszerek detektálási képességeit (3. ábra).

Az elmúlt évek során a tesztlaboratórium számos nemzetközi projektben vett részt.

  • Az EUROSTARS projekt keretében egy angliai detektorgyártó cég (Symetrica Company Ltd.) nagy érzékenységű gamma- és neutronmérő rendszereinek tesztelését végeztük.
  • Az Európai Unió HORIZON H2020 „C-BORD” (effec­tive Container inspection at BORDer control points) programjának célja határállomások és kikötők számára konténerek átvilágítására és csempészáruk (pl. radio­aktív és nukleáris anyagok, robbanószerek, dohányáruk, kábítószerek stb.) felderítésére alkalmas eszközök és technológiák kifejlesztése. A jelenleg is futó projektben az MTA EK Sugárbiztonsági Laboratóriuma koordinálja a Magyarország egyik külső határán (Röszke) szervezett demonstrációs gyakorlatot, amelynek keretében sor ke­rül a projektben kidolgozott technikák és eszközök bemutatására és valós körülmények között történő tesztelésére.
  • A szintén európai uniós ITRAP+10 Phase II (a nemzetközi szabványok bevezetése a nukleáris és radioaktív anyagok biztosítéki rendszerébe) program egyik célja, hogy az Euró­pában található tesztlaboratóriumok fejlesztését támogassa, és az azok közötti kapcsolatot kiépítse. A projekt hosszú távú célja, hogy hitelesített radiológiai vizsgála­tokkal (tesztekkel) és akkreditált laboratóriumokkal megfelelő mérőberendezéseket biztosítson a különböző fel­használó szervezetek (pl. rendőrség, határvédelem) számá­ra. A projekthez kapcsolódóan különböző típusú személyi, kézi és fix telepítésű moduláris detektorok teljes körű statikus és dinamikus tesztelését végeztük el (1., 2. ábra).

A sugárzásmérő műszerek és a detektálási technikák fejlődésével a felhasználók számára újabb és újabb típusú eszközök válnak elérhetővé, amelyek megjelenése továbbra is szükségessé teszi a szabványoknak, illetve a felhasználó egyedi igényeinek való megfelelés ellenőrzését. Ebből a célból a tesztlaboratórium folyamatos fejlesztés alatt áll, a többi között nemrégiben alkalmassá vált hátizsák alapú, Backpack rendszerek tesztelésére, és a jövőben tervezzük a különböző készenléti csapatok által használt, robotra szerelt felderítő rendszerek tesztelésének lehetőségével kibővíteni (4. ábra).

4. ábra. Backpack rendszer dinamikus tesztje erősen árnyékolt sugárforrás esetén.

A fejlesztési irányokban igyekszünk a hazai és nemzetközi felhasználók igényeit követni, ezzel is segítve a határvédelem és a felügyelet alól kikerült sugárzó anyagok felderítésének területén dolgozó szakemberek munkáját.•

 
Innotéka