ДЛЯ УЧЕБНЫХ ЦЕЛЕЙ

(постановка задачи)

Диагностика радиационных и химических загрязнений сопряжена с опасностью для человека. Экспериментальные работы, практические, лабораторные, учебно-тренировочные занятия в образовательных учреждениях с реальными приборами и веществами, среди которых есть физиологически активные, связаны также с рисками для здоровья обучающихся [1].

Кроме того, диагностическая аппаратура, защитные аксессуары чрезвычайно дороги для того, чтобы массово оснастить ими все учебные лаборатории. Ряд из этих приборов современного уровня разработаны и изготовлены в патентно-единичных экземплярах [2 – 6].

Совершенно ясно, что включить все эти исследования и приборы в учебный процесс в натуральном виде невозможно.

Одним из вариантов решения подобных проблем, имеющих место и в других образовательных областях (ядерная и космическая физика, гидро- и аэродинамика, безопасность жизнедеятельности и др.), является замена технических средств обучения (ТСО) электронными средствами обучения (ЭСУН) [7].

Авторами разрабатывается техническое задание (ТЗ) на разработку унифицированного учебного комплекса радиохимической диагностики с максимумом имитационных объектов и функций на мультимедиа программной основе (ИКРХД-У).

Теоретической и научно-технической основой данного проекта являются приоритетные фундаментальные исследования в области индикации физиологически активных веществ (ФАВ), а также исследования взаимо­действия полярных молекул в газовой фазе со сложным спектром ионов, образующихся при бомбардировке атмосферного воздуха α- и β-частицами (например, [8 – 11]). В результате этих работ, впервые в мировом приборостроении разработаны теория и практика применения плутониевых излучателей a-частиц для решения народнохозяйственных и оборонных проблем анализа загрязнений атмосферы ФАВ. Это позволило создать целое семейство высокоэффективных промышленных газоанализаторов типа “Сигма-1”, удостоенных премий и медалей. Для военно-химических производств был разработан течеискатель “Тау”. Эти разработки положены в основу создания системы индикации отравляющих веществ и защиты административно-правительственных зданий, подземных сооружений и коммуникаций типа метро от диверсионных актов с применением ФАВ. Цикл НИР по проблеме защиты экипажей бронеобъектов от воздействия оружия массового поражения и серийный выпуск приборов радиационной и химической разведки ПРХР, автоматического газосигнализатора АГС позволил указанными приборами оснастить все выпускаемые танки, боевые машины пехоты, подвижные ракетные комплексы “Тополь”, специализированные командные пункты, вертолеты РХР. Впервые в мировом военном деле теоретически и практически обоснован аэрозольно-ионизационный метод индикации ракетных топлив и технически реализован в многоканальной системе 61П-6 газового анализа атмосферы в шахтных ракетных комплексах, принятый на вооружение в Ракетных войсках стратегического назначения.

В основу ряда приборов, например, положены развитые принципы создания тканьэквивалентных хи­мических дозиметрических систем, которые были реализованы в ряде оригинальных опытных образцов, не имевших аналогов в мировой практике. Проработаны ядерно-ионизационные направления исследований специальных ве­ществ и материалов с целью их конверсионного использования.

В состав ТЗ ИКРХД-У включаются следующие приборы.

ПРХР – прибор радиационной и химической разведки. Позволяет обнаруживать опасные концентрации отравляющих веществ, включая ФАВ, а также уровень заражения местности радионуклидами. Мультимедийная имитация функционирования данного типа приборов должна учитывать динамику процессов ионизации молекул отравляющих веществ α-частицами в ионизационной камере с изменением ионного тока на выходе индикатора.

Прибор хемилюминесцентного анализа водных проб. Позволяет обнаруживать загрязнение воды тяжёлыми металлами, повышенные концентрации хлора и бактериальных организмов. Имитация действия прибора должна учитывать возникновение люминесценции при химических реакциях специально подобранных тестовых реагентов с анализируемой пробой, содержащей ионы металлов, хлор, бактерии.

Прибор обнаружения довзрывных концентраций горючих газов (ПУШОК). Имитация действия прибора должна учитывать динамику ионизации молекул горючего газа α- и β- частицами.

Поверхностно-ионизационный метод обнаружения аминосодержащих веществ, ФАВ на основе фиксации взаимодействия анализируемого продукта со специально подготовленной поверхностью. Предназначен для индикации утечек топлив. В ИКРХД-У необходимо имитировать процессы взаимодействия молекул ФАВ с поверхностью твёрдых материалов.

Высокочувствительная система динамического радиационного контроля движущихся объектов. Позволяет обнаруживать несанкционированное перемещение ядерных и радиоактивных материалов. Имитация действия этой системы должна предусматривать движение смоделированного объекта с источником любого из классической триады α, β и γ – излучений (железнодорожного или воздушного транспортного объекта, автомобиля, человека) через зону контроля, распространение радиации в сторону детекторов и срабатывание тревожной сигнализации в случае фиксации этих излучений. Константы и другие характеристики для всех приборов и веществ задаются в виде входных параметров.

Поставленная инновационная задача в первую очередь актуальна для вузов МЧС России и образовательных учреждений, имеющих лицензию на подготовку специалистов в области обеспечения национальной безопасности и безопасности жизнедеятельности инженерной и педагогической специализации.

Литература

1. Мирмович Э.Г., Глотов Е.Н.  Химическая безопасность образовательного учреждения в категорированном городе / В сб. матер. V Всеросс. конференции «Современное состояние и перспективы развития курса ОБЖ» (Москва, 8-10 февраля 2005 г.), М.:АП КиППРО, 2006. – С. 117 – 120.

2. Пушкин И.А., Лапченко В.Г. Способ термохимической индикации утечек углеводородных топлив в почвенное пространство. Патент № 2368889 от 27.09.2009.

3. Пушкин И.А., Вуколов В.К. Способ экспресс-обнаружения урана и его соединений. Патент № 2367945 от 20.09.2009.

4. Валуев Н.П. Способ динамического радиационного контроля. Заявка №2009129492 от 31.07.2009

5. Валуев Н.П., Мойш Ю.В., Никоненков Н.В., Углов В.А. Устройство для радиационного контроля движущихся объектов. Патент РФ № 2007146253. 2010.

6. Ряхов Д.В. Способ определения концентрации ионов хрома в воде. Патент № 2364857 от 20.08.2009.

7. Мирмович Э.Г. Научно-методическое обеспечение обучения специалистов и населения в области безопасности жизнедеятельности и защиты от ЧС посредством дистанционных технологий / Сб. трудов ХIV Межд. научно-практической НПС Академии. 3 апреля 2007 года. – Химки: АГЗ МЧС России. 2007. – С. 48 – 52.

8. Пушкин И.А., Лапченко В.Г. Экспресс-оценка загрязнения подпочвенного пространства углеводородными топливами. / Сборник докладов XV МНПК Академии гражданской защиты МЧС России. Химки (Новогорск): 2007. – С. 196 – 200.

9. Валуев Н.П., Суханов В.Е. Современные высокочувствительные приборы радиационного мониторинга транспортных потоков // Производство. Технология. Экология. Сборник научных трудов №10. Том 1: Москва, 2007. – С. 14 – 17.

10. Валуев Н.П., Пушкин И.А. Высокочувствительные системы динамического радиоэкологического контроля // НиОПГЗ. Научный журнал. Химки: АГЗ МЧС России. № 4. 2009. – С. 60 – 65.

11. Валуев Н.П., Лысова О.В., Пушкин И.А. Аппаратура для высокопроизводительного контроля радиационной обстановки // НиОПГЗ. Научный журнал. Химки: АГЗ МЧС России. № 2. 2010. – С. 21 – 24.

Н.С. Мисюкевич

Белорусский национальный технический университет