Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu

Vrtulník, dron, robot a segway. Hledá se ztracený radioaktivní zdroj

aktualizováno 
Sledovali jsme vyhledávání záměrně ukrytého radioaktivního zářiče. V akci byl policejní vrtulník, monitorovací vozidlo, drony, dálkově řízený robot, spektrometr na segway i polní laboratoř pro vyhodnocování radioaktivních vzorků.

Přestože pro manipulaci s radioaktivním materiálem (radionuklidy) platí v průmyslu a zdravotnictví velmi přísné předpisy, nelze zcela vyloučit nehody nebo ztrátu zářiče.

I proto se složky integrovaného záchranného systému (IZS) na modelové situaci seznamovaly s postupem při řešení takovéto krizové situace. Výhodou bylo, že si mohly vyzkoušet ukázkové řešení organizované ústavem OPZHN (Ústav ochrany proti zbraním hromadného ničení) ve spolupráci s výrobcem měřící techniky. Při „zásahu“ byla předvedena veškerá dostupná technologie pro vyhledávaní radiace v Česku, které se při lokalizaci ztraceného zářiče mohou použít. V praxi je však nasazená technika zpravidla omezena.

Vysílání signálu z paluby vrtulníku umožňuje anténa, kterou vidíte na lyžině vrtulníku.
Pro vyhledání zdroje radiace měla obsluha v kabině vrtulníku k dispozici monitory ze systému IRIS, který skenuje gama spektrum radioaktivního záření.
Výhodou IRISu je možnost použití v libovolném vrtulníku.

Oslepené detektory

Ze školy si možná pamatujete, že radionuklidy vyzařují tři druhy radiace. Je to záření alfa (heliová jádra), záření beta (elektrony a pozitrony) a gama záření (elektromagnetické záření). Při štěpení jader také vznikají neutrony.

Fyzikové zjistili, že každý radionuklid vyzařuje pro něj specifické vlnové délky, resp. energii. Díky tomu jde odhalit, jaký konkrétní druh radioizotopu přístroj zaznamenal. Proto se při vyhledání zdroje radiace používají detektory gama záření tzv. gama spektrometry.

Extrémně citlivé detektory gama záření, které se používají pro monitoring radiace z vrtulníku, může z pohledu laika oslepit přirozená radiace vrtulníku nebo i vyšší radioaktivita geologického podloží v lokalitě.

Lokalizoval se reálný zdroj radiace

Při simulaci vyhledávání ztraceného radioaktivního zářiče byl použit reálný zdroj radiace a to uzavřený zářič Co-60 (kobalt) o aktivitě řádově stovek MBq (Mega Becquerel). Ten byl ukryt v dálkově ovládaném olověném stínícím kontejneru v prostoru letiště ve Vyškově. Díky tomu se jednalo o „ostrou ukázku“.

Problém představuje záměrné použití radioizotopů v konstrukci vrtulníku, např. použití radioizotopů v detektoru námrazy některých typech helikoptér nebo použití radioizotopů v přístrojích (např. fosforové ručičky přístrojového vybavení, které v noci světélkují).

Naštěstí existuje jednoduché řešení, jak tyto „palubní zdroje“ eliminovat. Jelikož intenzita jakéhokoliv záření klesá s druhou mocninou vzdálenosti, pilot vystoupá s vrtulníkem do výšky asi 600 metrů nad povrchem terénu. V této výšce již lze konstatovat, že je eliminováno radioaktivní pozadí povrchu a na přístroje již působí jen radiace stroje. Proto obsluha seřídí detektor gama záření tak, aby radiace helikoptéry nerušila měření.

Nejprve se zdroj radioaktivity hledá ze vzduchu

Vlastní hledání radioaktivního zářiče se provádí zpravidla z výšky 100 metrů, kdy přístroje sledují z paluby pruh široký cca 200 metrů. Pilot proto létá nad vymezeným prostorem pravděpodobného výskytu tak, aby postupně prozkoumal sledované území pruh vedle pruhu.

Hledání zdroje radioaktivního záření začal vrtulník Eurocopter, který je vybaven reflektorem a kamerami pro sledování ve viditelném a infračerveném spektru. Obraz je přenášen v reálném čase veliteli zásahu a do centrály policie.
Po ukončení hledání technici přístroje vyňali z kabiny.
Sada měřících sond přístrojů Iris se v kontejnerech vloží do vrtulníku. Ideální je nákladní prostor. GPS určuje polohu stroje s přesností na centimetry.

Pro přesné navádění pilota se používá speciální navigace a předem připravený projekt letových linek. Pokud přístroje zaznamenají zvýšenou radioaktivitu, tak pomocí GPS se určí její poloha. Mimochodem, GPS, které určuje polohu vrtulníku, pracuje s přesností na metry a synchronizuje data měření během celého letu. Proto je k dispozici přesný přehled pohybu vrtulníku v terénu.

K vyhledávání gama zářiče je použit letecký gama spektrometr IRIS firmy Pico Envirotec (Kanada), který je umístěn v samonosných kontejnerech. Ty se před zásahem naloží do vrtulníku a do kabiny se nainstaluje řídící jednotka s displejem, GPS anténa, zdroje napájení a v případě potřeby také další senzory. Vše se pochopitelně propojí a otestuje se funkčnost.

Možná vás napadlo, proč se systém trvale nenamontuje do vrtulníku. Důvodem jsou letecké předpisy. Pokud by detekční systém byl trvalou součástí helikoptéry, po zabudování by musela proběhnout náročná certifikace. Jelikož se zdroj radiace nehledá každý den, bylo by velmi nákladné nejprve pořídit a pak udržovat nevyužitý stroj.

Fotogalerie

Systém IRIS využívá k měření velkoobjemové detektory NaI (jodid sodný) o celkovém objemu šestnáct litrů. Tato sloučenina je velmi citlivá na záření gama a při detekci poskytuje spektrometrickou odezvu. Výhodou systému tedy je, že na základě analýzy gama spektra dokáže určit v reálném čase druh konkrétního radioaktivního izotopu.

Upřesnění polohy zdroje záření je možné více způsoby. Nejjednodušší je přiblížení vrtulníku terénu, kdy stoupá přesnost lokalizace popř. vis vrtulníku nad nalezeným zdrojem a přesnější načtení spektra.

Pokud se zářič nachází v terénu, který je pro vrtulník problematický, nastupuje do akce dron s detekčním modulem NuEM DRONES-G, vyvinutý třebíčskou firmou NUVIA. Ten skenuje terén z výšky kolem deseti metrů, takže ve srovnání s vrtulníkem snímá mnohem menší území, ale o to je lokalizace radiace preciznější.

Potřebný objem detektoru pro skenování gama spektra je díky platnosti zákonům fyziky mnohem menší, je řádově v decilitrech. Zní to nelogicky, ale detekční schopnost vrtulníku a dronu je díky vzdálenosti od terénu téměř identická.

Akční rádius dronu s modulem DRONES-G je pochopitelně mnohem menší než u vrtulníku. Limitujícím faktorem je také je dosah signálu a nutnost vizuálního kontaktu operátora s dronem. V otevřeném terénu běžně létá monitorovací dron až do vzdálenosti jednoho kilometru od operátora, bez ztráty spojení a měřených dat.

Obsluha robota Orpheus vidí prostorový obraz, jako by byla na místě robota. Robotická kamerová hlava se otáčí stejně jako hlava obsluhujícího.
Vizuální systém robota Orpheus zprostředkuje operátorovi prostorové vidění podobné lidskému ve viditelném i infračerveném spektru.
Robot Orpheus s kontejnerem pro měření radiace, který obsahuje dvě Geiger - Müllerovy trubice pro měření záření beta.

Robot může zastoupit lidi

Po letecké lokalizaci a určení druhu radiace se musí prozkoumat radiační situace v zasaženém místě. Pokud jsou naměřené hodnoty radiace vysoké, na místo vyrazí místo člověka robot Orpheus, který na plošině může nést různá zařízení. V našem případě nesl detekční systém Mob-DOSE se dvěma Geiger - Müllerovými trubicemi pro měření záření gama. Srdcem přístroje je řídící jednotka na bázi Android telefonu, který je malý, má dostatečný výpočetní výkon a hlavně obsahuje GPS.

Díky páru kamer v hlavě robota vidí operátor prostorově, jako by byl osobně přítomen na místě. Systém reaguje na pohyby hlavy člověka, takže když se operátor ohlédne (otočí hlavu), tak se o stejný úhel otočí robotická hlava. Schopnosti operátora jsou větší, než lidské, neboť kromě páru kamer pro viditelné spektrum obsahuje hlava také pár infračervených kamer.

Druhou možností, jak provést místní kontrolu, je radiační šetření na místě. K tomu se používá gama spektrometr PGIS-2 a vozítko Segway. Jeho obsluha má na zádech batoh s touto přenosnou a mobilní verzí detektoru. Podobně jako detekční jednotka robota Orpheus obsahuje mobilní telefon nebo tablet, který má obdobnou funkci.

Po návratu z akce se monitoruje, zda nedošlo ke kontaminaci radionuklidy.
Po návratu z akce veškerá technika i lidé musí projít dozimetrickou kontrolou, ktará zjišťuje kontaminaci radioizotopy.

Teprve po analýze dat z létajících prostředků a místního šetření vyrazí do terénu zásahová jednotka. Jejím úkolem je vizuální kontrola situace, přesná identifikace zdroje záření a vymezení nebezpečného prostoru. Poté následuje odběr vzorků okolní půdy. Ty putují do mobilní laboratoře, ve které se provede jejich kontrola. Musí se zjistit, zda při ztrátě radioaktivního zdroje nedošlo k případné kontaminaci okolí.

Při hodnocení akce se prokázalo, že přístroje správně určily polohu a druh radioaktivního zářiče. Byl to v průmyslu velmi frekventovaný zdroj kobalt Co-60. Půdní vzorky potvrdily, že terén v okolí zdroje nebyl kontaminován.

Pokud si myslíte, že ukázka skončila, tak se mýlíte. Vše, co přišlo do kontaktu s místem, kde byl zdroj záření, musí projít radiační kontrolou. Ta se provádí zejména mobilními detektory tzv. monitorovacím portálem, kterými technika s lidmi musí pomalu projet. Pokud by přístroje zaznamenaly zamoření, následovala by dekontaminace.

V Temelíně spustilo radiační poplach hnojivo na trávník

Přímo učebnicovým příkladem poplachu způsobeného přirozenou radiací je dnes úsměvná historka z Temelína, kdy před mnoha lety radiační „incident“ v areálu elektrárny způsobila zahradnická firma, která provádí údržbu trávníků.

Citlivé temelínské přístroje pro měření radiace, chcete-li dozimetry, tehdy zaznamenaly nepatrně zvýšenou, ale za běžných okolností přirozenou radiaci hnojiva, které firma používala pro údržbu travnatých ploch.

Z citované historky pochopitelně nemusíte mít strach, neboť radioaktivní izotopy draslíku jsou přirozené, jen v pytli s hnojivem lidově řečeno svítí víc, než po rozptýlení v půdě.

Radiace je přirozená

Radiace je pro většinu z vás strašákem. Ve většině případů jde o zbytečnou fóbii, jelikož radiace je přirozenou součástí životního prostředí, stejně jako voda nebo vzduch. Odborníci hovoří o přirozeném radioaktivním pozadí, které je součástí životního prostředí od vzniku Země.

Pro ilustraci, uhlík má vedle toho obyčejného také radioaktivní izotop 14C. Tuto skutečnost využívají archeologové při určování stáří organických látek pomocí takzvané radiokarbonové metody. Právě díky ní se např. podařilo určit stáří egyptských mumií.

Jediným reálným problémem s přirozenou radiací je radioaktivní radon, který uniká z půdy nebo se uvolňuje z některých stavebních materiálů. Může se hromadit ve špatně větraných obytných místnostech. Naštěstí před ním existuje jednoduchá ochrana. Stačí několikrát denně krátce intenzivně větrat, aby unikl. Jinak je život na naší planetě přizpůsoben přirozené radiaci.





Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2016 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je součástí koncernu AGROFERT ovládaného Ing. Andrejem Babišem.