Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА
Saved in:
| Date: | 2024 |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2024
|
| Series: | Вісник НАН України |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201853 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА / О.О. Попов // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 5. — С. 58-61. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-201853 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-2018532025-03-05T01:15:53Z Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА New approaches to UAV-based radiation monitoring of contaminated areas (Speech at the session of the General Meeting of the National Academy of Sciences of Ukraine on April 24, 2024) Попов, О.О. Загальні збори НАН України 2024 Article Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА / О.О. Попов // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 5. — С. 58-61. — укр. 1027-3239 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201853 DOI: doi.org/10.15407/visn2024.05.058 uk Вісник НАН України application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Загальні збори НАН України Загальні збори НАН України |
| spellingShingle |
Загальні збори НАН України Загальні збори НАН України Попов, О.О. Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА Вісник НАН України |
| format |
Article |
| author |
Попов, О.О. |
| author_facet |
Попов, О.О. |
| author_sort |
Попов, О.О. |
| title |
Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА |
| title_short |
Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА |
| title_full |
Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА |
| title_fullStr |
Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА |
| title_full_unstemmed |
Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА |
| title_sort |
нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі бпла |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2024 |
| topic_facet |
Загальні збори НАН України |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/201853 |
| citation_txt |
Нові підходи до радіаційного моніторингу забруднених територій на базі БПЛА / О.О. Попов // Вісник Національної академії наук України. — 2024. — № 5. — С. 58-61. — укр. |
| series |
Вісник НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT popovoo novípídhodidoradíacíinogomonítoringuzabrudnenihteritoríinabazíbpla AT popovoo newapproachestouavbasedradiationmonitoringofcontaminatedareasspeechatthesessionofthegeneralmeetingofthenationalacademyofsciencesofukraineonapril242024 |
| first_indexed |
2025-11-30T13:13:55Z |
| last_indexed |
2025-11-30T13:13:55Z |
| _version_ |
1850221198220197888 |
| fulltext |
58 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2024. (5)
НОВІ ПІДХОДИ ДО РАДІАЦІЙНОГО
МОНІТОРИНГУ ЗАБРУДНЕНИХ
ТЕРИТОРІЙ НА БАЗІ БПЛА
Шановний Анатолію Глібовичу!
Шановні учасники Загальних зборів!
У своєму виступі я хотів би ознайомити вас з новими результа-
тами досліджень щодо радіаційного моніторингу забруднених
територій з використанням БПЛА. Ці роботи були проведені
командою науковців, до складу якої входять співробітники
Центру інформаційно-аналітичного та технічного забезпечен-
ня моніторингу об’єктів атомної енергетики НАН України та
відділу ядерно-фізичних технологій Інституту геохімії навко-
лишнього середовища, очолюваного членом-кореспондентом
НАН України Юрієм Леонідовичем Забулоновим.
На території України функціонують різні радіаційно небез-
печні об’єкти та джерела іонізуючого випромінювання, зокре-
ма атомні електростанції, дослідницькі реактори, спеціалізова-
ні комбінати з перероблення та зберігання радіоактивних від-
ходів, підприємства з добування і перероблення уранових руд.
Також є Чорнобильська зона відчуження з великою площею
радіаційно забрудненої території. Наявність та функціону-
вання таких об’єктів створює істотний радіаційний ризик для
здоров’я населення, карту розподілу якого наведено на рис. 1.
Надзвичайні ситуації на цих радіаційно небезпечних об’єктах
можуть призвести через потрапляння значної кількості радіо-
активних речовин у навколишнє середовище до надзвичайно
тяжких наслідків для теперішнього та майбутнього поколінь.
Особливо актуальними ці питання постають у контексті по-
вномасштабного вторгнення РФ на територію України. Тому
однією з найважливіших складових національної безпеки краї-
ни є забезпечення ядерної та радіаційної безпеки.
Для контролю та оцінки радіоактивності навколишнього
природного середовища, отримання інформації про його радіа-
ційний стан на території України функціонує система радіацій-
ного моніторингу, в якій використовують стаціонарні пости,
пересувні лабораторії і практикують ручний відбір проб.
ПОПОВ
Олександр Олександрович —
член-кореспондент НАН
України, в.о. директора Центру
інформаційно-аналітичного та
технічного забезпечення
моніторингу об’єктів атомної
енергетики НАН України
doi: https://doi.org/10.15407/visn2024.05.058
ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2024, № 5 59
ЗАГАЛЬНІ ЗБОРИ НАН УКРАЇНИ
рела з нефіксованою геометрією та невідомим
ізотопним складом;
• відсутня можливість визначати з високою
просторовою роздільною здатністю щільність
поверхневого радіаційного забруднення тери-
торій та ідентифікувати його ізотопний склад;
• відсутня можливість автоматизованого
режиму роботи.
З метою усунення цих недоліків ми роз-
робили принципово нові методи, які дозво-
ляють виконувати ці завдання з високою
точністю та швидкістю. Вимірювання рівня
радіоактивного забруднення в польових умо-
вах є дуже складним завданням, оскільки
таке забруднення є випадковим, поширюєть-
ся у разі як високої, так і низької активності
і характеризується нефіксованою геометрією.
Відомі методи не дають можливості виявля-
ти низькоактивні джерела іонізуючого випро-
мінювання на рівні значної флуктуації фону,
оскільки ґрунтуються лише на визначенні
інтенсивності потоку та амплітуди імпульсів.
Ми розробили новий метод, оснований на ви-
користанні критеріїв та ознак, які до цього не
враховували, а саме: крім амплітудного аналі-
зу ми застосували ще й аналіз часового розпо-
ділу між імпульсами, який є виключно неста-
Рис. 1. Розподіл радіаційного ризику для здоров’я населення за сумарною щільністю радіаційної забрудненості
території України
Однак така система є малоефективною для
вирішення таких важливих завдань, як опера-
тивне здійснення радіаційної розвідки тери-
торії великої площі; оцінювання радіаційної
обстановки на територіях зі складним рельє-
фом та важкопрохідною рослинністю, а також
у зруйнованих, аварійних або замінованих
радіаційно небезпечних об’єктах; оперативне
отримання необхідної інформації в режимі ре-
ального часу з місця надзвичайної ситуації з
радіаційним фактором ураження. При цьому
необхідною є фізична участь людини у від-
борі проб, що створює істотний ризик для її
здоров’я в умовах значного рівня радіації на
досліджуваній території.
Тому для вирішення подібних завдань ефек-
тивними є дистанційні методи на базі БПЛА.
Є різні закордонні та вітчизняні апаратно-
програмні комплекси на базі БПЛА для за-
вдань радіаційної безпеки, проте вони мають
низку недоліків, а саме:
• вимірювальне обладнання має достатньо
великі габарити та масу, що значно зменшує
час польоту, маневреність, обсяг отримуваної
інформації з території дослідження;
• відсутня можливість виявляти на земній
поверхні та в товщі ґрунту радіоактивні дже-
x
60 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2024. (5)
ЗАГАЛЬНІ ЗБОРИ НАН УКРАЇНИ
ціонарним, тобто при цьому досліджується
часовий розподіл радіаційного фону.
У рамках проєкту НАТО на базі зазначено-
го методу ми розробили технологію ідентифі-
кації радіонуклідів у реальному часі на основі
енергетичного аналізу.
Однак при здійсненні радіаційного моніто-
рингу на базі БПЛА фіксується інтегральне
γ-випромінювання від забрудненої ділянки до-
сить великої площі, що не відображає в дета-
лях картину розподілу радіоактивних джерел
на земній поверхні. Для отримання інформації
у вигляді карти з високою роздільною здатніс-
тю про щільність поверхневого забруднення
території та локалізацію просторово розподі-
лених ядерно-радіаційних матеріалів і було
розроблено відповідний метод.
Створено апаратно-програмний вимірю-
вальний комплекс дистанційного радіаційного
моніторингу на базі БПЛА, в якому реалізо-
вано розроблені методи і який за своїми осно-
вними характеристиками перевершує відомі
аналоги. До складу комплексу входить висо-
кочутлива, малогабаритна, маловартісна, лег-
ка детектуюча система і наземна система при-
ймання, обробки, аналізу та візуалізації даних
моніторингу.
Розроблену технологію та обладнання було
випробувано в Чорнобильській зоні відчуження
для побудови актуальних карт радіаційного за-
бруднення земної поверхні на територіях пунк-
тів тимчасової локалізації радіоактивних відхо-
дів. Отримані результати дозволили підтвердити
наявні карти, актуалізувати їх і навіть виявити
інші, до того невідомі, місця захоронення радіо-
активних відходів. На рис. 2 наведено карту з
розподілом поля радіаційного забруднення та
ідентифікацією його ізотопного складу.
Цю систему було також використано під час
виконання грантового проєкту уряду Великої
Британії для розвідки території атомного комп-
лексу Селлафілд з метою виявлення під шаром
ґрунту втрачених радіоактивних джерел.
Слід зазначити, що для різних завдань ра-
діаційного моніторингу, пов’язаних з вимірю-
ванням α-, β- та γ-випромінювання, ми само-
Рис. 2. Візуалі-
зація результатів
польотів розробле-
ного комплексу
для дистанційного
моніторингу пунк-
тів тимчасової
локалізації радіо-
активних відходів
Чорнобильської
зони відчуження
ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2024, № 5 61
ЗАГАЛЬНІ ЗБОРИ НАН УКРАЇНИ
стійно розробляємо різні детектори, в тому
числі сцинтиляційні, та реалізуємо їх у вигля-
ді детектуючих систем. Наші детектори мають
значні переваги порівняно з відомими анало-
гами, зокрема вони характеризуються високою
чутливістю, малою масою, невеликими габари-
тами і набагато меншою вартістю.
Ми продовжуємо розвивати нашу вимірю-
вальну систему, доповнюючи її нейронним мо-
дулем з елементами штучного інтелекту, який
забезпечує автономність системи, можливість
розподіляти завдання за пріоритетами, що
оптимізує маршрут БПЛА з урахуванням си-
туації в зоні ураження та метеорологічних па-
раметрів, а також забезпечує високу точність
обробки й аналізу великої кількості даних та
прогнозування розвитку ситуації.
Крім того, ми розробили модуль для моде-
лювання поширення у компонентах довкілля
радіоактивних речовин від різних джерел та за
різних сценаріїв, а також для оцінювання раді-
аційного ризику.
Ми також застосовуємо імерсійні технології
для кращої інтерактивної візуалізації в режимі
реального часу інформації з детектуючої сис-
теми на борту БПЛА та модуля моделюван-
ня для прийняття ефективних рішень щодо
об’єкта дослідження.
Отже, створено сучасний апаратно-про-
грамний комплекс на базі БПЛА, в якому
реалізовано нові підходи, методи та засоби
вирішення завдань дистанційного радіацій-
ного моніторингу. Його використання дозво-
лить відповідним суб’єктам значно підвищи-
ти ефективність радіаційного моніторингу
об’єктів ядерної енергетики України та місць
захоронення ядерних матеріалів, а також здій-
снювати контроль за нерозповсюдженням ра-
діоактивних матеріалів, що набуло ще більшої
актуальності в умовах воєнного часу.
У перспективі цю систему можна розвину-
ти в мережу комплексного радіоекологічного
моніторингу довкілля на базі БПЛА з вико-
ристанням штучних нейронних мереж та до-
повнити інтерактивними чат-ботами для під-
вищення її функціональності й автономності.
Розроблення такої системи повністю відпо-
відає стратегії інтегрованої автоматизованої
системи радіаційного моніторингу України на
період до 2024 року, затвердженій Кабінетом
Міністрів України, і є важливим кроком до
досягнення цілей сталого розвитку та підви-
щення рівня національної безпеки. А це один
з основних пріоритетів держави як у воєнний
час, так і в період післявоєнного відновлення.
Дякую за увагу!
Oleksandr O. Popov
Center for Information-analytical and Technical Support of Nuclear Power Facilities Monitoring
of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5065-3822
NEW APPROACHES TO UAV-BASED RADIATION MONITORING OF CONTAMINATED AREAS
Speech at the session of the General Meeting of the National Academy of Sciences of Ukraine on April 24, 2024
Cite this article: Popov O.O. New approaches to UAV-based radiation monitoring of contaminated areas. Visn. Nac.
Akad. Nauk Ukr. 2024. (5): 58—61. https://doi.org/10.15407/visn2024.05.058
|