STRUČNĚ O PROJEKTU

Název projektu
Systém pro měření vnitřní kontaminace po havárii JEZ zaměřený na štítné žlázy u dětí a kontaminaci transurany

Bezpečnostní hrozba
průmyslové havárie a selhání technologií

Příjemce
Státní ústav radiační ochrany, v. v. i.
ENVINET a.s.

Doba realizace
1. 1. 2012 – 31. 12. 2014

Předložený projekt měl za cíl vyvinout a zkonstruovat zařízení, která chybí složkám radiační ochrany pro zvládnutí měření vnitřní kontaminace velkého počtu osob (zejména dětí) po radiační mimořádné události. Jedná se o zařízení pro hromadné monitorování radiojódu ve štítné žláze po havárii jaderné elektrárny a zařízení pro bezpečné a rychlé polohování polovodičových detektorů pro měření radionuklidů (transuranů) v plicích a kostře na celotělovém počítači.

Projekt byl podpořen dotací ve výši 16 272 000 Kč.

PODROBNĚ O PROJEKTU

Autor: Ing. Pavel Fojtík, Státní ústav radiační ochrany, v.v.i., Praha

Radioaktivní jod a jeho měření ve štítné žláze po jaderné havárii

Zájem státu o bezpečnost občanů po případné radiační havárii se projeví i v tom, že občané obdrží včasné údaje o skutečné úrovni ozáření, kterému byli vystaveni po úniku radionuklidů do ovzduší. Ponechání občanů v informační nejistotě vede k negativním psychologickým účinkům, které by mohly převládnout nad radiační účinky na zdraví, zejména při současné propracované strategii ochrany obyvatelstva před radiačními účinky havárie. Takové včasné údaje lze získat pouze správným a co nejrozsáhlejším měřením osob, které mohly být uvolněné radioaktivitě vystaveny. Výsledky měření také slouží orgánům krizového řízení k rozhodování o opatřeních na ochranu obyvatelstva.

Pokud dojde k úniku radioaktivity z havarované jaderné elektrárny, radioaktivní jod se uvolňuje do životního prostředí již mezi prvními radioaktivními produkty. Máme na mysli hlavně radioizotop jod 131. Do lidského těla se může pak dostat vdechnutím nebo konzumací potravin kontaminovaných radioaktivním spadem. Ozařuje zejména štítnou žlázu, ve které se akumuluje. Radiační dávky od radioaktivního jodu dominovaly dávkám, které obdrželo obyvatelstvo oblastí postižených haváriemi jaderných elektráren v minulosti. Účinky dávek záření radioaktivního jodu na štítnou žlázu jsou známy. Je jimi zejména zvýšení rizika rakoviny štítné žlázy. Epidemiologické studie provedené po havárii jaderného reaktoru v Černobylu v roce 1986 přesvědčivě prokázaly nárůst počtu případů rakoviny štítné žlázy u dětí ozářených v útlém věku radioaktivním jodem ve významně kontaminovaných oblastech Běloruska, Ukrajiny a Ruské federace.

Měření radioaktivního jodu 131 ve štítné žláze po uvolnění radionuklidů při radiační havárii jsou naplánována řízena orgány krizového řízení a provádí je specializované týmy radiační ochrany. Musíme také očekávat spontánní zájem o měření ze strany obyvatel v oblastech zasažených i nezasažených radioaktivním spadem. Požadavků na měření z obou stran může být hodně a kvůli relativně krátkému poločasu jodu 131 (8 dní) se musí měření stihnout v řádu několika týdnů. Poté již spolehlivou informaci o úrovni ozáření z radioaktivního jodu nelze získat. Nevelký počet specialistů musí mít tedy k dispozici měřicí přístroj, se kterým by potřebná měření v krátkém čase provedl.

Tyto skutečnosti motivovaly Státní ústav radiační ochrany, v.v.i. v Praze (SÚRO) k vývoji a výrobě měřicího zařízení, se kterým dokáží specialisté Centrální laboratoře Radiační monitorovací sítě ze SÚRO změřit tisícovku osob za den. Například těch osob, které byly evakuovány ze zasažených oblastí, nebo obyvatel oblastí, které byly postiženy průchodem radioaktivního mraku nebo spadem. Speciální pozornost věnoval ústav a jeho partner z průmyslu vhodné úpravě měřicího zařízení pro měření dětí. Tento aplikovaný výzkum byl finančně podpořen Ministerstvem vnitra ČR v rámci Programu výzkumu, vývoje a inovací a Programu bezpečnostního výzkumu pro potřeby státu.

Štítná žláza se nachází na přední straně krku po stranách průdušnice. Při měření radioaktivního jodu se tedy k tomuto místu přiloží detektor, který je součástí měřicího zařízení, a po několika minutách měření je aktivita radioaktivního jodu ve štítné žláze známa. Aktivita se přepočte na dávku záření, kterou štítná žláza od radioaktivního jodu obdrží, a změřená osoba dostane stručné vysvětlení, co může naměřená hodnota znamenat pro zdraví, a jak se má změřená osoba dále zachovat.

Nestačilo však měřicí zařízení vyvinout a vyrobit. Jeho vlastnosti musí být otestovány a obsluha musí se zařízením pravidelně pracovat, cvičit se v jeho obsluze a vylepšovat ho. Tým ze Státního ústavu radiační ochrany Praha se účastnil již dvou cvičení, ve kterých si ověřil kapacitu měřicího zařízení a vyzkoušel si jeho obsluhu na desítkách „měřených“ laických figurantů. Partnerem při cvičeních byl vždy Hasičský záchranný sbor ČR vzhledem k jeho roli při řešení krizových situací a díky jeho kompetenci v realizaci cvičení.

       Dětem pomáhají při měření rodiče. Sami se také změří.
 

Systém pro měření aktivity transuranů v plicích
Transurany jsou radioaktivní chemické prvky těžší než uran. Nejznámější z nich jsou americium a plutonium, jež vznikají v jaderném reaktoru při jiných (konkurenčních) procesech, než je štěpení uranu. V jaderné energetice jsou nebezpečným odpadem ve vyhořelém jaderném palivu. Americium však má významné použití i v nejaderném průmyslu. V obou těchto oblastech může dojít ke kontaminaci pracovníků těmito radionuklidy. Při haváriích mohou být zasaženy i osoby, které se účastní zásahu tam, kde došlo k uvolnění těchto radionuklidů do prostředí.

Vnitřní kontaminace organismu těmito radionuklidy se měří s obtížemi. Přitom relativně nízké aktivity plutonia nebo americia v těle vedou k dávkám, které překračují limity ozáření stanovené pro bezpečnou práci s radioizotopy.

SÚRO má ve výzkumu měření a hodnocení rizik vnitřní kontaminace radionuklidy dlouholetou tradici. Je také jedinou institucí v ČR, která vybudovala měřicí komoru umožňující přímé měření aktivity radioizotopů americia 241 a plutonia 239 v plicích a kostře kontaminované osoby. Měření v tomto zařízení je k dispozici všem oborům, v nichž může dojít ke kontaminaci těmito radionuklidy. Podporu tomuto unikátnímu zařízení ve státě poskytlo Ministerstvo vnitra prostřednictvím Programu výzkumu, vývoje a inovací a Programu bezpečnostního výzkumu.

Měření se provádí v komoře na pracovišti celotělového počítače SÚRO. Zařízení sestává ze tří až čtyř detektorů, které po půlhodinovém měření dokáží detekovat kolem deseti becquerelů americia 241 v plicích. V případě plutonia 239 je však citlivost až tisíckrát nižší kvůli nepříznivým vlastnostem tohoto radionuklidu pro detekci. Tato měření podají rychlou informaci o aktivitě radionuklidu, která byla vdechnuta. Významně tak zkrátí dobu prvního odhadu závažnosti kontaminace.

         Figurant v pohodlné poloze při měření aktivity americia 241 v plicích.