ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА И АВАРИЙНОГО РЕАГИРОВАНИЯ

Актуальность разработки

В соответствии с «Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года», разработка и внедрение новых методов защиты населения и окружающей среды от чрезвычайных ситуаций техногенного характера относится к числу приоритетных задач в сфере обеспечения безопасности, Это обуславливает необходимость постоянного совершенствования систем радиационного мониторинга и аварийного реагирования на чрезвычайные ситуации (ЧС) с радиационным фактором, в частности, разработку эффективных аппаратных и программных средств поддержки принятия решений.

Для решения задач научно-технической поддержки мероприятий по защите населения и окружающей среды при чрезвычайных ситуациях с радиационным фактором в ИБРАЭ РАН создан комплекс информационных и программно-технических средств, который широко используется в практической работе ЦНТП ИБРАЭ РАН. Его основу составляют компьютерные расчетные коды, предназначенные для оценки радиационной обстановки в зоне аварии, прогнозирования доз облучения населения, выработки рекомендаций по мерам радиационной защиты. Справочно-информационная компонента комплекса включает в себя банк электронных карт и базы данных, содержащие описания характеристик ЯРОО и территорий их размещения, радиологические сценарии аварий, нормативно-техническую документацию.

Эффективность работы ЦНТП обеспечивается наличием разработанных ИБРАЭ РАН программно-технических комплексов поддержки принятия решений.

Назначение

Программно-технические комплексы (ПТК) поддержки принятия решений ЦНТП ИБРАЭ РАН предназначены для анализа и прогнозирования радиационной обстановки, оценки и прогнозирования радиационных рисков, выработки рекомендаций по защите населения и территорий от ЧС с радиационным фактором.

Решение этих задач осуществляется на основе численного моделирования переноса радионуклидов в атмосфере и водной среде, расчета доз облучения населения, анализа и обоснования эффективности защитных мероприятий, трехмерного моделирования и прогнозирования радиационной обстановки вокруг ядерно и радиационно опасных объектов (ЯРОО) и в условиях городской застройки.

Состав и характеристики

В состав программно-технического комплекса ЦНТП ИБРАЭ РАН входят следующие основные программные ресурсы:

• компьютерные расчетные коды для моделирования переноса радиоактивных примесей в атмосфере и водной среде, а также для расчета миграции радионуклидов в почве и по пищевым цепочкам почва — растения — животные — человек;
• расчетные коды для полномасштабной оценки и прогнозирования доз облучения населения;
• программные средства для анализа и обоснования эффективности защитных мероприятий в случае ЧС с радиационным фактором;
• системы приема, обработки и отображения в реальном времени данных территориальных и ведомственных систем радиационного мониторинга;
• средства трехмерного компьютерного моделирования атмосферного переноса радионуклидов на промплощадке ЯРОО и в условиях городской застройки (на основе CFD-кодов);
• программные средства имитации радиационной обстановки;
• справочно-информационные системы (банк электронных карт местности и базы данных, содержащие описания характеристик ЯРОО и территорий их размещения, радиологические сценарии аварий, нормативно-техническую документацию);
• аппаратные средства проведения видеоконференций, серверное и коммуникационное оборудование.

Программные средства расчетной оценки радиологической безопасности АЭС с ВВЭР

В 2017 году специалистами отделения анализа безопасности ядерных энергетических установок и отделения развития систем аварийной готовности и реагирования ИБРАЭ РАН был успешно реализован проект по созданию инструментария для обоснования безопасности действующих и проектируемых АЭС с ВВЭР в проектном и запроектном режимах работы, в том числе при тяжелых авариях с разрушением активной зоны реакторов. Проект основан на совместном использовании аттестованных программных средств СОКРАТ и НОСТРАДАМУС, что обеспечивает сквозной согласованный расчет всех стадий аварийного процесса, начиная от исходного события аварии, и адекватную оценку доз облучения населения.
В настоящее время ИБРАЭ РАН, руководствуясь требованиями и стандартами МАГАТЭ и МКРЗ по применению современных подходов к радиологическому моделированию при обосновании безопасности и зонировании территории вокруг АЭС, осуществляет разработку нового программного средства для проведения многовариантных расчетов возможных радиологических последствий и оценки дозовых нагрузок на население, обусловленных атмосферными выбросами при ЧС с радиа­ционным фактором на АЭС с реакторами ВВЭР.

Обоснование безопасности объектов ядерного наследия при моделировании атмосферных выбросов радиоактивных веществ

В рамках ФЦП ЯРБ-2 с участием нескольких отделений ИБРАЭ РАН, под общим руководством отделения анализа долгосрочных рисков в сфере обеспечения ядерной и радиационной безопасности, проводятся НИР по созданию расчетно-прогностического комплекса RELTRAN. Он предназначен для решения задач по обеспечению радиационной безопасности объектов использования атомной энергии как в период их функционирования, так и при выводе из эксплуатации, включая оценку параметров атмосферного выброса, моделирование атмосферного переноса радиоактивных веществ, оценку параметров радиационной обстановки и определение необходимости и эффективности контрмер. В ходе реализации поставленных задач в 2016—2017 годах решены вопросы разработки технологической платформы и архитектуры базовой версии RELTRAN, сформулированы требования к форме и содержанию базы исходных данных (базы знаний) в соответствии с требованиями российских нормативных документов и МАГАТЭ, определен состав физических и математических моделей комплекса RELTRAN и сформулированы функциональные требования к ним. Определены функциональные и программные блоки комплекса, принципы их работы и информационного взаимодействия.

Картографическое обеспечение программно-технического комплекса

Современные программно-технические комплексы для систем радиационного мониторинга и аварийного реагирования разрабатываются на основе технологии геоинформационных систем (ГИС). Основным рабочим интерфейсом ГИС-приложения является электронная карта, через которую можно получить доступ ко всей имеющейся информации по интересуемым объектам, а также наглядно отобразить результаты анализа и моделирования в рамках данного приложения.
В ИБРАЭ РАН в течение длительного времени проводятся работы по созданию и пополнению единого банка электронных карт (БЭК ИБРАЭ).

Сегодня банк электронных карт ИБРАЭ включает в себя большое количество векторных и растровых карт и планов различных масштабов:

• обзорные карты мира (масштабов 1:30 000 000, 1:1 600 000);
• обзорные карты России и стран СНГ (масштабов 1:1 000 000, 1:8 000 000);
• карты регионов России (масштабов 1:1 000 000, 1:100 000, OpenStreetMap);
• карты окрестностей ЯРОО России (масштабов 1:100 000, 1:200 000);
• отдельные номенклатурные листы карт различных масштабов (1:1 000 000, 1:200 000);
• отдельные тематические слои, растровые карты, планы и спутниковые снимки.

Справочно-информационная система.

Справочно-информационная система включает в себя: 

• Банк компьютерных моделей и программ для анализа различных аспектов радиационных аварий;
• Базу данных по характеристикам ядерно и радиационно опасных объектов и территорий их размещения (население, объекты окружающей среды, инфраструктура);
• Базу данных по радиологическим сценариям аварий;
• Базу данных по нормативно-технической документации в сфере аварийного реагирования (содержит российские и международные стандарты, регламенты, нормативные документы, методические руководства, законодательные акты, публикации МАГАТЭ). Предназначена для информационного обеспечения территориальных систем аварийного реагирования и радиационного мониторинга и позволяет хранить, выполнять поиск и отображать тексты и реквизиты нормативных документов, а также стандартов, применяемых на территории России и регламентирующих деятельность единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС на различных уровнях организации. Система отличается информационной полнотой и содержит большое количество документов по теме, в том числе законодательные акты федерального уровня, документы министерств, ведомств, АО, предприятий и организаций, нормативные документы, стандарты и методические руководства, описания территориальных систем аварийного реагирования, международные документы и публикации МАГАТЭ;
• Банк электронных карт (БЭК ИБРАЭ РАН), содержащий большое количество выполненных на основе технологий геоинформационных систем (ГИС) векторных и растровых географических карт различных масштабов, планов ядерно и радиационно опасных объектов, спутниковых снимков и т.д.

Фрагмент импортированной карты в формате OpenStreetMap и пример информационного окна базы данных по ЯРОО.

Практическое применение

Научно-техническая поддержка территориальных и ведомственных систем аварийного реагирования.

Моделирование радиационной обстановки на промплощадке ЯРОО с использованием трехмерных моделей; анализ данных мониторинга, поступающих с датчиков автоматизированных систем контроля радиационной обстановки (АСКРО) и систем передачи данных (СПД) оперативной технологической и радиационной информации с АЭС; обмен информацией и оказание экспертной поддержки кризисным центрам.

Осуществляется через НЦУКС МЧС России, СКЦ Росатома, КЦ Концерна «Росэнергоатом», Центр мониторинга и прогнозирования ЧС г. Москвы, другие региональные и ведомственные кризисные центры.

АСКРО (Балаковская АЭС).	СПД Калининской АЭС.

Аналитическая поддержка мероприятий по противодействию угрозе радиологического терроризма.

Трехмерное моделирование и анализ последствий диспергирования радиоактивных веществ в условиях плотной городской застройки; расчетное обоснование эффективности защитных мероприятий.

Высокая эффективность программно-технического комплекса ЦНТП ИБРАЭ РАН была продемонстрирована в ходе работ по анализу аварии на АЭС «Фукусима Дайичи» в марте 2011 г. и по прогнозированию возможных последствий радиационного инцидента в г. Электросталь в апреле 2013 г.

Анализ радиационных последствий аварии на АЭС «Фукусима Дайичи» (расчет по коду НОСТРАДАМУС).

 Результаты моделирования радиационной обстановки на площадке Электростальского завода тяжелого машиностроения.

Партнеры ИБРАЭ РАН по разработке программно-технического комплекса поддержки принятия решений

• МЧС России, Госкорпорация «Росатом»;
• ОАО «Концерн Росэнергоатом»;
• НИЦ «Курчатовский институт»;
• ФГБУ ВНИИ ГО ЧС (ФЦ);
• ОАО «СХК»;
• ФГУП «ПО «Маяк»;
• ОАО «ГНЦ НИИАР»;
• ФГБУ НПО «Тайфун»;
• ФГУП «РосРАО»;
• ОАО «Машиностроительный завод».