Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні

Розглядається можливість застосування повітряного інфрачервоного моніторингу об’єктів ядерного паливного циклу, зокрема в Україні, на прикладі сухого сховища відпрацьованого ядерного палива Запорізької атомної електростанції. Впровадження інфрачервоного аерознімання забезпечує додаткову інформацію п...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2015
Автори:	Станкевич, С.А., Дудар, Т.В., Коваленко, Г.Д., Карташов, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України 2015
Назва видання:	Ядерна та радіаційна безпека
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/105018
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні / С.А. Станкевич, Т.В. Дудар, Г.Д. Коваленко, В.В. Карташов // Ядерна та радіаційна безпека. — 2015. — № 4. — С. 31-36. — Бібліогр.: 16 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-105018
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1050182016-08-06T03:01:56Z Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні Станкевич, С.А. Дудар, Т.В. Коваленко, Г.Д. Карташов, В.В. Розглядається можливість застосування повітряного інфрачервоного моніторингу об’єктів ядерного паливного циклу, зокрема в Україні, на прикладі сухого сховища відпрацьованого ядерного палива Запорізької атомної електростанції. Впровадження інфрачервоного аерознімання забезпечує додаткову інформацію про стан об’єктів моніторингу, засновану на принципово інших фізичних принципах, ніж в існуючих системах. Представлено моделі застосування та технічні вимоги до сучасних зразків інфрачервоної знімальної апаратури та її малогабаритних безпілотних носіїв. Рассматривается возможность применения воздушного инфракрасного мониторинга объектов ядерного топливного цикла, в частности в Украине, на примере сухого хранилища отработанного ядерного топлива Запорожской атомной электростанции. Внедрение инфракрасной аэросъемки дает дополнительную информацию о состоянии объекта мониторинга, основанную на принципиально других физических принципах, чем в существующих системах. Представлены модели применения и технические требования к современным образцам инфракрасной съемочной аппаратуры и ее малогабаритных беспилотных носителей. The scientific research overall objective is rapid express detection and preliminary identification of pre-accidental conditions at nuclear fuel cycle facilities. We consider development of a miniature unmanned aerial vehicle equipped with high-precision infrared spectroradiometer able to detect remotely internal warming up of hazardous facilities by its thermal infrared radiation. The possibility of remote monitoring using unmanned aerial vehicle is considered at the example of the dry spent fuel storage facility of the Zaporizhzhya Nuclear Power Plant. Infrared remote monitoring is supposed to present additional information on the monitored facilities based on different physical principles rather than those currently in use. Models and specifications towards up-to-date samples of infrared surveying equipment and its small-sized unmanned vehicles are presented in the paper. 2015 Article Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні / С.А. Станкевич, Т.В. Дудар, Г.Д. Коваленко, В.В. Карташов // Ядерна та радіаційна безпека. — 2015. — № 4. — С. 31-36. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. 2073-6231 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/105018 621.039.74:528.8.041.3:629.735.7 uk Ядерна та радіаційна безпека Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Розглядається можливість застосування повітряного інфрачервоного моніторингу об’єктів ядерного паливного циклу, зокрема в Україні, на прикладі сухого сховища відпрацьованого ядерного палива Запорізької атомної електростанції. Впровадження інфрачервоного аерознімання забезпечує додаткову інформацію про стан об’єктів моніторингу, засновану на принципово інших фізичних принципах, ніж в існуючих системах. Представлено моделі застосування та технічні вимоги до сучасних зразків інфрачервоної знімальної апаратури та її малогабаритних безпілотних носіїв.
format	Article
author	Станкевич, С.А. Дудар, Т.В. Коваленко, Г.Д. Карташов, В.В.
spellingShingle	Станкевич, С.А. Дудар, Т.В. Коваленко, Г.Д. Карташов, В.В. Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні Ядерна та радіаційна безпека
author_facet	Станкевич, С.А. Дудар, Т.В. Коваленко, Г.Д. Карташов, В.В.
author_sort	Станкевич, С.А.
title	Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні
title_short	Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні
title_full	Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні
title_fullStr	Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні
title_full_unstemmed	Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні
title_sort	повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в україні
publisher	Державне підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" Держатомрегулювання України та НАН України
publishDate	2015
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/105018
citation_txt	Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні / С.А. Станкевич, Т.В. Дудар, Г.Д. Коваленко, В.В. Карташов // Ядерна та радіаційна безпека. — 2015. — № 4. — С. 31-36. — Бібліогр.: 16 назв. — укр.
series	Ядерна та радіаційна безпека
work_keys_str_mv	AT stankevičsa povítrânijínfračervonijmonítoringobêktívâdernogopalivnogocikluvukraíní AT dudartv povítrânijínfračervonijmonítoringobêktívâdernogopalivnogocikluvukraíní AT kovalenkogd povítrânijínfračervonijmonítoringobêktívâdernogopalivnogocikluvukraíní AT kartašovvv povítrânijínfračervonijmonítoringobêktívâdernogopalivnogocikluvukraíní
first_indexed	2025-07-07T16:12:36Z
last_indexed	2025-07-07T16:12:36Z
_version_	1837005282945794048
fulltext	ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 31 О б’єкти ядерного паливного циклу (ОЯПЦ) розташовані на територіях різних країн світу. Тому система міжнародної ядерної безпеки, розроблена Міжнародним агентством з атомної енергії (МАГАТЕ) в системі ООН, спрямова- на перш за все на управління ядерним паливним циклом (ЯПЦ). Відповідно до правил міжнародної ядерної безпеки, країни, що мають на своїй території ОЯПЦ, повинні на- давати звіти до МАГАТЕ про відпрацьоване ядерне паливо (ВЯП) і місця його зберігання, а також забезпечувати доступ інспекторам МАГАТЕ для огляду ядерних об’єктів і місць зберігання ядерного палива (ЯП). МАГАТЕ і міжнародна спільнота керуються при цьому Конвенцією про допо- могу на випадок ядерної аварії або радіаційної аварійної ситуації (1986), Конвенцією про оперативне оповіщення про ядерну аварію (1986), Конвенцією про фізичний за- хист ядерного матеріалу (1987), Конвенцією про ядерну безпеку (1994), Об’єднаною конвенцією про безпечне по- водження з відпрацьованим паливом і про безпеку пово- дження з радіоактивними відходами (1997). У зв’язку з широким розповсюдженням ядерних реак- торів і створенням нових дослідницьких реакторів підви- щується відповідальність МАГАТЕ у сфері ядерної безпеки, а також збільшується увага громадськості до питань безпеки. Замкнений ядерно-паливний цикл складається з про- цесів видобутку, переробки уранової руди, збагачення ядерного палива ураном-235, виготовлення паливних еле- ментів, виробництва енергії в ядерних реакторах, перероб- ки відпрацьованого ядерного палива і поховання радіоак- тивних відходів [1, 2]. В Україні на ОЯПЦ реалізовано три процеси: видобу- ток, переробка уранової руди та виробництво електроенер- гії на атомних станціях з відкладеним рішенням перероб- ки ВЯП на 30—40 років. У країнах з ядерною енергетикою питання екологічного, економічного, радіаційного моніторингу, обліку та конт- ролю ядерних матеріалів є надзвичайно актуальними [3]. У створенні сучасних інформаційних систем забезпечення безпеки та моніторингу підприємства ЯПЦ відстають по- рівняно з аналогічними роботами, які проводяться на АЕС. Відставання часто обумовлено об’єктивними причинами, зокрема складністю й унікальністю різноманітних техно- логічних процесів у ЯПЦ, широким спектром використо- вуваних матеріалів. Водночас вони мають велику кількість високоактивних матеріалів, і наслідки потенційних аварій на них можуть бути порівнянними з наслідками аварій на АЕС [4]. Постановка завдання. Під удосконаленням системи управління безпекою в ЯПЦ розуміється реалізація комп- лексу заходів щодо створення технічних засобів забезпе- чення моніторингу стану безпеки на ОЯПЦ у реальному масштабі часу. На підприємствах ЯПЦ функціонують ін- формаційно-вимірювальні системи різного рівня автомати- зації, в регламентах і спеціальних документах відображено основні аварійні ситуації, причини їхнього виникнення та можливості ліквідації. Проте ці дані не систематизовано, а громадськість інформується неналежним чином, що не- гативно впливає на імідж галузі та ставлення людей до неї. Під моніторингом безпеки процесів розуміється про- цедура отримання інформації в реальному масштабі часу про стан об’єктів у цілому (нормальний, з небез- печними відхиленнями, аварійний), її обробка й пере- давання на підприємства для прийняття рішень. Метою моніторингу є якомога раннє виявлення небезпечного відхилення або аварійного стану окремих вузлів і об’єктів УДК 621.039.74:528.8.041.3:629.735.7 С. А. Станкевич1, Т. В. Дудар2, Г. Д. Коваленко3, В. В. Карташов3 1 Науковий центр аерокосмічних досліджень Землі Інституту  геологічних наук НАНУ, м. Київ, Україна 2 Національний авіаційний університет Міністерства освіти  та науки, м. Київ, Україна 3 Український науково-дослідний інститут екологічних  проблем Міністерства екології та природних ресурсів,  м. Харків, Україна Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні Розглядається  можливість  застосування  повітряного  інфрачервоного  моніторингу  об’єктів  ядерного  паливного  циклу,  зо- крема  в  Україні,  на  прикладі  сухого  сховища  відпрацьованого  ядер- ного  палива  Запорізької  атомної  електростанції.  Впровадження  інфрачервоного  аерознімання  забезпечує  додаткову  інформацію  про стан об’єктів моніторингу, засновану на принципово інших фізичних  принципах, ніж в існуючих системах. Представлено моделі застосуван- ня та технічні вимоги до сучасних зразків інфрачервоної знімальної апа- ратури та її малогабаритних безпілотних носіїв. К л ю ч о в і   с л о в а: ядерний паливний цикл, повітряний моніторинг,  безпілотний літальний апарат, інфрачервоний радіометр. С. А. Станкевич, Т. В. Дудар, Г. Д. Коваленко, В. В. Карташов Воздушный инфракрасный мониторинг объектов ядерного топливного цикла в Украине Рассматривается  возможность  применения  воздушного  инфра- красного мониторинга объектов ядерного топливного цикла, в частно- сти в Украине, на примере сухого хранилища отработанного ядерного  топлива  Запорожской  атомной  электростанции.  Внедрение  инфра- красной  аэросъемки  дает  дополнительную  информацию  о  состоянии  объекта  мониторинга,  основанную  на  принципиально  других  физиче- ских принципах, чем в существующих системах. Представлены модели  применения  и  технические  требования  к  современным  образцам  ин- фракрасной съемочной аппаратуры и ее малогабаритных беспилотных  носителей. К л ю ч е в ы е   с л о в а: ядерный топливный цикл, воздушный мони- торинг, беспилотный летательный аппарат, инфракрасный радиометр. © С. А. Станкевич, Т. В. Дудар, Г. Д. Коваленко, В. В. Карташов, 2015 32 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 С. А. Станкевич, Т. В. Дудар, Г. Д. Коваленко, В. В. Карташов у цілому, ідентифікація джерела небезпеки та інформуван- ня про це галузевих органів управління [5]. Існуючі методи радіаційного моніторингу фіксують по- дію, що вже відбулася, і не здатні виявити передаварійний стан об’єкта. Тому пропонується розробити тип моніторин- гу на основі фізичних принципів, чутливих до підвищення температури (тип інфрачервоного моніторингу), що умож- ливить передчасне виявлення ймовірного руйнування за- хисних бар’єрів на підприємствах ЯПЦ і своєчасне запобі- гання надходженню радіоактивних речовин у довкілля. Об’єкти авіаційного інфрачервоного моніторингу. Першим об’єктом, на якому розглядається відпрацьовування інфра- червоного моніторингу із застосуванням безпілотних літаль- них апаратів (БПЛА), є сухе сховище відпрацьованого ядер- ного палива (ССВЯП) Запорізької атомної електростанції (ЗАЕС). На ЗАЕС обрано систему проміжного зберігання відпрацьованих тепловидільних збірок (ВТВЗ) у бетон- них контейнерах. Із зберіганням ВТВЗ у басейні витримки протягом 3—5 років залишкове тепловиділення й радіоак- тивність палива значно знижуються. Таке паливо можна безпечно зберігати сухим способом у спеціальних контей- нерах, що забезпечують ефективне тепловідведення з ВТВЗ і достатній біологічний захист. Контейнери встановлені на бетонному майданчику і мають пасивну вентиляцію [6]. 24 ВТВЗ зберігаються у шестигранних трубних чохлах, що розташовані в циліндричному багатомісному герметич- ному кошику зберігання (рис. 1). Кошик є другим захис- ним бар’єром (перший захисний бар’єр — оболонка твела), який запобігає виходу радіоактивності до навколишнього середовища за малоймовірного випадку порушення ціль- ності першого захисного бар’єра. Багатомісний кошик є та- кож і радіатором, який відводить надлишкове тепло ВТВЗ в об’єм бетонного захисного контейнера, що вентилюєть- ся. Заповнення кошика гелієм створює й підтримує про- тягом всього зберігання ВТВЗ інертне середовище, що пе- редає тепло. Бетонний контейнер є опорною конструкцією, яка забезпечує захист від випромінювання, а також повітря- не охолодження кошика на час зберігання у ССВЯП. Шлях повітряного потоку утворюється каналами для входження повітря, повітрозабірниками, циліндричним зазором між оболонкою кошика і внутрішнім облицюванням бетонного контейнера, а також каналами для виходу повітря. На рис. 2 наведено супутниковий знімок (08.11.2013) з розташуванням ССВЯП біля ЗАЕС. На знімку видно, що майданчик заповнено приблизно на чверть, на ньому розташовано 103 контейнери з ВЯП. За кліматичною класифікацією район ССВЯП розта- шований у Чорноморській атлантико-континентальній степовій області. Середньорічна температура становить 9,2 °С, абсолютний максимум сягав 39—40 °С, абсолютний мінімум — мінус 33—34 °С. Розрахункові дослідження теплового стану ВТВЗ під час їх зберігання у контейнерах, що встановлені на майданчику ССВЯП, мають такі температурні характе- ристики на виході з системи вентиляції: за нормальних умов експлуатації (температура атмо- сферного повітря 24 °С) tвих=73 °С; Рис. 1. Схема контейнера для сухого зберігання відпрацьованого ядерного палива Рис. 2. Розташування ССВЯП біля ЗАЕС ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 33 Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні за умов порушення нормальних умов експлуатації (тем- пература атмосферного повітря в абсолютному максиму- мі — плюс 40 °С) tвих=89 °С; за умов порушення нормальних умов експлуатації (тем- пература атмосферного повітря в абсолютному мінімумі — мінус 40 °С) tвих = –1 °С. Як показав досвід експлуатації подібних сховищ, біль- ша частина проблем безпеки обумовлена утворенням «по- душок» з атомарного водню, які можуть призвести до ви- буху, розгерметизації контейнера та викиду радіоактивних речовин у довкілля за умов підвищення температури. За допомогою інфрачервоного моніторингу можна своє- часно виявляти змінення температурного режиму, що слу- гуватиме додатковим заходом для безпечної експлуатації ССВЯП. Вибір носія інфрачервоної знімальної апаратури. Останнім часом малогабаритні БПЛА все більше за- стосовуються в повітряному моніторингу різноманітних об’єктів, зокрема в інтересах попередження надзви- чайних ситуацій. Основними вимогами, що висува- ються до авіаційного носія апаратури спостереження в таких випадках, є оперативність та інформативність моніторингу. БПЛА вертикального зльоту і посадки за- безпечують певні переваги під час знімання ОЯПЦ: про- стоту управління, маневреність, надійність на режимах польоту навколо землі та місцевих предметів і споруд, можливості зависання в разі потреби. Перспективною авіаційною платформою для систем повітряного моніторингу ОЯПЦ є такий тип БПЛА, як мультикоп- тер [7]. Це універсальний, конструктивно надійний, компактний та економічний БПЛА (рис. 3) порівняно з БПЛА традиційної вертолітної схеми. Мультикоптер є динамічно нестійким об’єктом управ- ління, тому його обов’язково обладнують автоматичною системою пілотування [8], що суттєво підвищує ергоно- мічність та надає змогу операторові зосередитися на ви- конанні завдань моніторингу. Сучасні мультикоптери, що обладнуються безколектор- ними електродвигунами і літій-полімерними акумулято- рами, забезпечують повітряне спостереження на відстанях від сотень метрів до кількох десятків кілометрів при швид- кості польоту до 30—60 км/год протягом 10—30 хв за до- помогою бортової аерознімальної апаратури масою від 0,3 до кількох кілограм, що здається цілком достатнім для по- вітряного моніторингу ОЯПЦ. a б в г Рис. 3. Сучасні мультикоптери, що виготовляються серійно: а — DFI Draganflyer X6, б — KWA Droidworx CX4, в — DJI Nighthawk P2 T, г — HiSystems Okto 6S Рис. 4. Полікоптер НАУ ПК-08 34 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 С. А. Станкевич, Т. В. Дудар, Г. Д. Коваленко, В. В. Карташов Таблиця 1. Основні характеристики малогабаритних авіаційних інфрачервоних камер Виробник Камера Т ип п ри йм ач а С пе кт ра ль ни й ді ап аз он , м км Т ем пе ра ту рн а то чн іс ть , К К іл ьк іс ть ф от од ет ек то рі в Р оз м ір ф от о- де те кт ор а, м км Ф ок ус на ві дс та нь , м м К ут ов а ро зр із не ні ст ь, м ра д К ут о гл яд у, гр ад . Г аб ар ит и, м м М ас а, к г NEC F30-IS М ік ро бо ло м ет р 8—13 2,0 160×120 34 10 3,07 28×21 н/д* 0,3 Aero- Vironment Mantis F 8—14 1,0 320×240 25 7,5; 15; 35 3,33; 1,67; 0,71 56; 30; 13 н/д* 0,32 FLIR Tau 1 Core 7,5—13,5 1,0 320×240 25 7,5; 9; 13; 19 3,33; 2,78; 1,92; 1,32 56; 48; 34; 24 30×31×36 0,1 FLIR Tau 2/E 7,5—13,5 0,5 640×480 17 7,5; 9; 13; 19; 25; 35; 50; 60; 100 2,27; 1,89; 1,31; 0,89; 0,68; 0,49; 0,34; 0,28; 0,17 72; 62; 45; 32; 25; 18; 12; 10; 6 45×45×30 0,32 FLIR Quark 2 7,5—13,5 0,5 640×480 17 6; 9; 13; 14; 17; 19; 35 2,83; 1,89; 1,31; 1,21; 1,0; 0,89; 0,49 84; 62; 45; 42; 35; 32; 18 82×82×42 0,28 Workswell Thermal Vision н/д 0,5 640×512 17 25; 35; 60; 100 0,68; 0,49; 0,28; 0,17 25; 18; 10; 6 79×46×48 0,18 ICI Mirage 640P In S b 8—14 0,7 640×512 30 7; 13; 25; 50; 100 4,29; 2,31; 1,2; 0,6; 0,3 108; 73; 42; 22; 11 111×96×131 2,7 SPI M1-D М ік ро бо ло м ет р 7—14 н/д* 640×480 17 13; 19; 35 1,31; 0,89; 0,49 45; 32; 18 Ø114×152 0,9 П р и м і т к а . Нема даних. ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 35 Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні Наразі аероспостережні мультикоптери активно роз- роблюються і в Україні, зокрема в Національному авіа- ційному університеті (НАУ) виготовляється ціла лінійка мультикоптерів різних класів (рис. 4) [9]. Сучасні інфрачервоні радіометри. Попередній аналіз температурних режимів ОЯПЦ свідчить, що в процесі їх повітряного моніторингу треба виявити температурні контрасти порядку 30—40 К та розрізнити абсолютні тем- пературні відхилення ССВЯП не менш ніж у 10 К. Таким вимогам задовольняють сучасні тепловізійні камери по- чаткового рівня з можливостями калібрування та дистан- ційного вимірювання температури об’єктів спостереження (інфрачервоні радіометри). Багато компаній пропонують малогабаритні тепловізійні камери дальнього інфрачервоного діапазону з указаними можливостями. Деякі з цих камер спеціально призначені для встановлення на безпілотні носії, інші передбачають таку можливість [10]. Більшість наявних на ринку зразків авіаційних інфрачервоних радіометрів (табл. 1) побудовано на основі неохолоджу- ваних мікроболометричних матриць розміром не більше ніж 640×512 фотодетекторів 25- або 17-мікронного технологічного процесу, що суттєво обмежує просторові характеристики аерознімання (кутову розрізненість та кут огляду) порівняно з цифровими камерами видимого діапазону [11]. Вагові показники сучасних інфрачервоних радіометрів (маса не більша за 1 кг) допускають їх вста- новлення на легкі мультикоптерні платформи. В Україні також провадяться роботи зі створення малогабаритно- го супутникового мікроболометричного інфрачервоного спектрорадіометра [12], який легко адаптувати до засто- сування на авіаційному носії. Параметри авіаційного інфрачервоного моніторингу контейнерів зберігання ВЯП. Можливість дистанційного визначення абсолютної температури T об’єктів інфра- червоного моніторингу базується на законі теплового ви- промінювання Планка [13]: , ln 2 1 5 1 c T c L =  ελ + λ  (1) де c1 = 1,19 ∙ 10–16 Вт·м2; c2 = 1,44 ∙ 10–2 м·К — перша і друга радіаційні константи; λ — робоча довжина хвилі електромагнітного випромінювання; ε — спектраль- ний коефіцієнт теплового випромінювання об’єкта; L — виміряна спектральна щільність енергетичної яскравості об’єкта спостереження. Досить важливими є геометричні параметри аеро- знімання. Захоплення місцевості полем зору знімальної апаратури B та забезпечувана просторова розрізненість зо- бражень d залежать від характеристик матричного фото- приймального пристрою, оптичної системи камери та ви- соти аерознімання H [14]: , a n H B n d f = ⋅ = (2) де n — кількість елементів розрізнення в рядку зображен- ня; a — розмір фотодетектора матричного фотоприймаль- ного пристрою; f — фокусна відстань оптичної системи. Вибір фокусної відстані інфрачервоної камери та ви- соти аерознімання є компромісом між забезпеченням потрібної детальності зображень та необхідністю огляду всього об’єкта [15]. Виходячи з (2), 0 0 , B f d f H a n a ≤ ≤ (3) де B0 — поперечний розмір об’єкта спостереження; d0 — детальність на місцевості, потрібна для впевненого розпізнавання елементів об’єкта на зображенні. Геометричними характеристиками типового об’єкта (рис. 2) будуть величини B0 та d0. При цьому B0 = 80 м, а d0 можна визначити за критерієм Джонсона [16] для імо- вірності 0,95 як 0 , 12,8 2 l d = ⋅ (4) де l0 = 3,8 м — розмір елемента об’єкта (контейнера). У разі використання тепловізійної камери з пара- метрами n = 640, a = 17 мкм, f = 35 мм припустимий діа- пазон висот аерознімання становитиме H = 257...306 м, а якщо f = 19 мм, то H = 139…166 м, що є прийнятним для легкого мультикоптера. Висновки Застосування повітряного інфрачервоного моніторингу об’єктів ядерного паливного циклу є можливим і технічно реалізовним з невеликими витратами в рамках наявних авіаційних та тепловізійних технологій. Ідея такого типу моніторингу спрямована перш за все на попередження аварійних ситуацій, оскільки існуючі методи радіаційно- го моніторингу фіксують подію, що відбулася, і не здат- ні виявити передаварійний стан об’єкта. Впровадження повітряного інфрачервоного моніторингу надасть важ- ливу додаткову інформацію про стан ОЯПЦ, засновану на принципово інших фізичних принципах її отримання, ніж в існуючих системах контролю. Важливою перевагою повітряного інфрачервоного моніторингу є висока опера- тивність (в масштабі часу, близькому до реального), пло- щинність і просторова детальність, що суттєво скоротить витрати на створення й розгортання системи моніторингу. Зараз в Україні є всі умови для створення уніфікованої системи повітряного інфрачервоного моніторингу ОЯПЦ із застосуванням легких БПЛА мультикоптерної схеми. Впровадження такої системи значно поширить інформа- тивні можливості моніторингу цих важливих та небез- печних об’єктів і підвищить ядерну безпеку персоналу та населення, що проживає в околі сховищ та пунктів збе- рігання ядерних матеріалів і відходів. Список використаної літератури 1. Красноруцкий В. С. Ядерный топливный цикл Украины / В. С. Красноруцкий // Вопросы атомной науки и техни- ки. — 2005. — № 5. — С. 66—69. 2. Шевцов А. И. Ядерно-топливный цикл Украины: быть или не быть? / А. Шевцов, Н. Земляной, А. Дорошкевич. [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://www.db.niss.gov. ua/docs/energy/126.htm 3. Дудар Т. В. Уранові руди як джерело потенційної небез- пеки в разі несанкціонованого обігу радіоактивних матеріалів / Т. В. Дудар, М. А. Бугера, Г. В. Лисиченко // Ядерна та радіаційна безпека. — 2014. — № 4. — С. 51—54. 36 ISSN 2073-6237. Ядерна та радіаційна безпека 4(68).2015 С. А. Станкевич, Т. В. Дудар, Г. Д. Коваленко, В. В. Карташов 4. Аспекты создания системы мониторинга безопасности ЯТЦ / В. А. Блау, В. Г. Андронов, О. В. Калинин, С. Ф. Каримов. [Электронный ресурс]. — Режим доступа : http://www.proatom.ru/ modules.php? name=News&file=article&sid=98 5. Барбашев С. В. Радиационный мониторинг в Украине: со- стояние, проблемы и пути их решения / С. В. Барбашев, В. И. Ви- тько, Г. Д. Коваленко. — Одесса : Астропринт, 2011. — 80 с. 6. Устройство и описание СХОЯТ / Запорожская атомная электростанция (ЗАЭС). [Электронный ресурс]. — Режим досту- па: http://www.npp.zp.ua/Shoyat/Description 7. Метод размещения сенсоров в зоне чрезвычайной си- туации на базе технологии составных динамических систем / А. И. Лысенко, Е. Н. Тачинина, А. В. Панченко, С. Э. Бурачин- ская, А. А. Олейник // Проблеми інформатизації та управлін- ня. — 2014. — № 3(47). — С. 41—45. 8. Тытюк В. К. Управление движением мультикоптера по кри- терию эффективности преобразования ресурсов / В. К. Тытюк // Електромеханічні і енергозберігаючі системи. — 2013. — Вип. 4(24). — С. 45—51. 9. Авіоніка безпілотних літальних апаратів / В. П. Харченко, В. І. Чепіженко, А. А. Тунік, С. В. Павлова. — К. : Абрис-принт, 2012. — 464 с. 10. Bendig J. Introducing a low-cost mini-UAV for thermal- and multispectral-imaging / Bendig J., Bolten A., Bareth G. // International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. — 2012. — Vol. XXXIX-B1. — P. 345—349. 11. Бурштинська Х. В. Аерокосмічні знімальні системи / Х. В. Бурштинська, С. А. Станкевич. — Львів : Львівська політех- ніка, 2013. — 316 c. 12. Лихолит Н. И. ИК-камера космического базирования с микроболометрической матрицей / Н. И. Лихолит, В. М. Тягур, Е. В. Харитоненко // Матеріали XI Міжнар. наук.-техн. конфе- ренції “Авіа-2013”. — К. : НАУ, 2013. — С. 61—63. 13. Криксунов Л. З. Справочник по основам инфракрасной техники / Л. З. Криксунов. — М. : Сов. радио, 1978. — 400 с. 14. Дорожинський О. Л. Аналітична та цифрова фотограм- метрія / О. Л. Дорожинський. — Львів : Львівська політехніка, 2002. — 164 с. 15. Станкевич С. А. Оптимізація параметрів видової аеро- знімальної апаратури за умовою максимуму середньої імо- вірності виявлення об’єктів на зображенні / С. А. Станкевич, С. В. Шкляр // Зб. наук. праць Державного науково-дослідного інституту авіації. — 2005. — Вип. 8. — С. 133—136. 16. Ллойд Дж. Системы тепловидения / Пер. с англ. — М. : Мир, 1978. — 416 с. References 1. Krasnorutskii, V. S. (2005), “Nuclear Fuel Cycle of Ukraine” [Yadernyi toplivnyi tsikl Ukrainy], Questions of Nuclear Science and Technology, 2005, No. 5, pp. 66—69. (Ukr) 2. Shevtsov, A. I., Zemlianoi, N., Doroshkevych, A. (2004), “Nuclear Fuel Cycle of Ukraine: to be or not to be” [Yaderno-toplivnyi tsikl Ukrainy: byt ili ne byt?], available at: http://www.db.niss.gov.ua/docs/ energy/126.htm. (Rus) 3. Dudar, T. V., Bugera, M. A., Lysychenko, G. V. (2014), “Uranium Ores as a Source of Potential Risk Related to Illicit Trafficking of Radioactive Materials” [Uranovi rudy yak dzherelo potentsiinoi nebezpeky v razi nesanktsionovanoho obihu radioaktivnykh materialiv], 2014, No. 4, pp. 51—54. (Ukr) 4. Blau, V. A., Andronov, O. V., Kalinin, O. V., Karimov, S. F. (2005), “Some Aspects of the Monitoring Safety System Creation for the Nuclear Fuel Cycle” [Aspekty sozdaniia sistemy monitoringa bezopasnosti yaderno-toplivnogo tsikla], available at: http://www.proatom.ru/ modules.php? name=News&file=article&sid=98 5. Barbashev, S. V., Vit’ko, V. I., Kovalenko, G. D. (2011), “Radiation Monitoring in Ukraine: State, Problems and Solution” [Radiatsionnyi monitoring v Ukraine: sostoianiie, problemy i puti ikh resheniia], Odessa: Astroprint, 2011, 80 p. (Rus) 6. Arrangement and Description of the Dry Spent Fuel Storage Facility (Zaporizhzhya NPP) [Ustroistvo i opisaniie SKhOYaT / Zaporozhskaia atomnaia elektrostantsiia (ZAES)], available at: http:// www.npp.zp.ua/Shoyat/Description 7. Lysenko, A. I., Tachinina, Ye. N., Panchenko, A. V., Burachinskaya, S. E., Oleinik, A. A. (2014), “Method of Sensor Location within the Emergency Zone on the basis of the Compound Dynamic Systems Technology [Metod razmeshcheniia sensorov v zone chrezvychainoi situatsii na baze tekhnologii sostavnykh dinamicheskikh system], Problems of Informatization and Management, No. 3(47), pp. 41—45. (Rus) 8. Tytiuk, V. K. (2013), “Multicopter Movement Handling According to Criteria of Resources Transformation Effectiveness” [Upravleniie dvizheniiem multikoptera po kriteriiu effektivnosti preobrazovaniia resursov], Electromechanic and Energy Saving Systems, No. 4(24), pp. 45—51. (Rus) 9. Kharchenko, V. P., Chepizhenko, V. I., Tunik, A. A., Pavlova, S. V. (2012), “Avionics of Unmanned Aerial Vehicles” [Avionika bezpilotnykh litalnykh aparativ], Kyiv, Abris-print, 464 p. (Ukr) 10. Bendig J., Bolten A., Bareth G. (2012), “Introducing a Low-Cost Mini-UAV for Thermal- and Multispectral-Imaging”, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXIX-B1, pp. 345–349. 11. Burshtynska, Kh. V., Stankevych, S. A. (2013), “Aerospace Surveying Systems” [Aerokosmichni znimalni systemy], Lviv, Lvivska politekhnika, 316 p. (Ukr) 12. Likholit, N. I., Tiagur, V. M., Kharitonenko, Ye. V. (2013), “Infrared Chamber of Space Stationing with Microbolometric Matrix” [IK-kamera kosmicheskogo bazirovaniia s mikrobolometricheskoi matritsei], Proceedings of XI International Scientific and Technical Conference “Avia-2013”, Kyiv, NAU, pp. 61–63. (Rus) 13. Kriksunov, L. Z. (1978), “Reference Book on Fundamentals of Infrared Equipment” [Spravochnik po osnovam infrakrasnoi tekhniki], Moscow, Soviet Radio, 400 p. (Rus) 14. Dorozhinskii, O. L. (2002), “Analytical and Digital Photogrammetry” [Analitychna ta tsyfrova fotohrammetriia], Lviv, Lvivska politekhnika, 164 p. (Ukr) 15. Stankevich, S. A., Shklyar, S. V. (2005), “Optimization of Parameters of Satellite Aerial Surveying Equipment under condition of Maximum for Average Probability of Object Detection on the Image” [Optymizatsiia parametriv vydovoi aeroznimalnoi aparatury za umovoiu maksymumu serednioi imovirnosti vyiavlennia obiektiv na zobrazhenni], Collection of Research Papers of National Scientific and Research Institute of Aviation, Vol. 8, pp. 133–136. (Ukr) 16. Lloyd John (1978), Infrared Imaging Systems [Sistemi Teplovideniia], Moscow, Mir, 416 p. Translated from English. (Rus) Отримано 13.07.2015.

Повітряний інфрачервоний моніторинг об’єктів ядерного паливного циклу в Україні

Репозитарії

Схожі ресурси