Аргоннская национальная лаборатория США измеряет поведение повторного взвешивания пыли в сценариях радиоактивного загрязнения

Исследователи Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США недавно провели полевые эксперименты, моделируя движение пылевых частиц на бетонных поверхностях в сценариях радиоактивного загрязнения, и измерили влияние перемещения пешеходов и движения транспортных средств на распространение пыли. Результаты исследования опубликованы в журнале Health Physics и получили поддержку Управления науки и технологий Министерства внутренней безопасности США и программы НИОКР по радиоактивному/ядерному аварийному реагированию и восстановлению.

Для контроля влажности и температуры, а также предотвращения пылеобразования, пешеходные испытания проводились в палатке. На изображении слева видно, как исследователи входят в палатку. Счётчик частиц размещён на белом столе, его шланг протянут внутрь палатки для отбора проб воздуха. (Фото предоставлено Аргоннской национальной лабораторией.)

Исследовательская группа сосредоточилась на явлении «ресуспендирования», при котором вредные частицы, осевшие на земле или других поверхностях, вновь поднимаются в воздух в результате таких действий, как ходьба людей или проезд транспортных средств. В случае химических, радиоактивных или биологических инцидентов вдыхание таких частиц может повысить риск облучения человека, а также усложнить очистку территории и контроль загрязнения.

Старший инженер-химик-ядерщик Аргоннской национальной лаборатории Майк Камински отметил, что существующие модели радиационного облучения недостаточно полно учитывают поведение пыли после её попадания в воздух, и отсутствуют руководящие указания для точного применения соответствующих моделей. Поэтому исследователи надеются восполнить ключевые пробелы в моделях аварийного реагирования с помощью экспериментальных данных.

В ходе экспериментов исследовательская группа использовала аризонскую тестовую пыль для имитации пыли в загрязнённой среде и с помощью детекторов частиц измеряла количество ресуспендированной пыли, вызванное различными видами деятельности. Экспериментальные сценарии включали четыре категории: ходьба, строевой шаг, уборка пылесосом и движение транспортных средств. Испытания ходьбы и строевого шага проводились в палатке с контролируемой влажностью, температурой и защитой от внешнего пылевого загрязнения; испытания с транспортными средствами проводились на дорогах территории Аргоннской национальной лаборатории: исследователи рассыпали тестовую пыль на дорожном покрытии, затем проезжали на внедорожнике с разной скоростью и измеряли воздействие при прохождении колёс и днища автомобиля через зону загрязнения.

Результаты показали, что обычная ходьба создаёт относительно низкий фактор ресуспендирования, что согласуется с предыдущими исследованиями; строевой шаг значительно повышает уровень ресуспендирования и может использоваться для моделирования ситуаций быстрого перемещения аварийного персонала или эвакуации. Эксперименты с пылесосом показали, что этот вид деятельности в основном способствует повторному попаданию в воздух более мелких частиц. Испытания с транспортными средствами показали, что проезд внедорожника по покрытой пылью дороге вызывает значительное ресуспендирование пыли, особенно поднимая более крупные частицы.

Исследователи отметили, что предыдущие исследования ресуспендирования, вызванного деятельностью человека, в основном были сосредоточены на внутренних помещениях, таких как ковровые покрытия и полы из твёрдой древесины; исследования, связанные с транспортными средствами, чаще служили целям повседневного анализа качества воздуха. Количественные данные о пыли на бетонных поверхностях под воздействием людей и транспортных средств в сценариях аварийного реагирования на радиоактивное загрязнение остаются ограниченными.

Результаты данных экспериментов показывают, что уровень ресуспендирования пыли во время экстренных операций может быть выше, чем прогнозировали многие модели. Эти данные способствуют совершенствованию оценки радиационного облучения, планов контроля загрязнения, выбора средств индивидуальной защиты, а также стратегий аварийного реагирования, таких как эвакуация или укрытие на месте, обеспечивая более точную основу для реагирования на радиоактивные инциденты.