Лабораторія ядерної криміналістики

І. А. Малюк

 
 

О. В. Божок

    Лабораторія була організована у вересні 2016 р. Керівник лабораторії Ігор Андрійович Малюк. Головним завданням лабораторії є надання експертної підтримки при здійсненні заходів з протидії незаконному обігу ядерних та інших  радіоактивних матеріалів, надання експертних висновків на доручення органів центральної влади.
    Європейська Комісія виступила з пропозицією щодо створення регіональної мережі ядерно-криміналістич­них лабораторій з базовою лабораторією в ІЯД. Ця ідея знайшла підтримку в Україні, а також в інших країнах об’єднання ГУАМ. Роботи за проектом було розпочато у 2015 р. науково-дослідними експертними організаціями Грузії, України, Азербайджану та Молдови. Партнерська підтримка виконанню такого проекту надається Європейською Комісією, технічним консультантом проекту виступає Об’єднаний дослідницький центр Європейської Комісії.
    Даний проект має на меті створення мережі ядерно-криміналіс­тичних лабораторій у регіоні ГУАМ, зокрема розширення базових технічних та інформаційних можливостей національних експертних лабораторій у кожній країні-учасниці, а також створення базису для взаємної підтримки і кооперації в даній області досліджень. Задачами ядерно-криміналістичних лабораторій буде надання експертної підтримки при здійсненні заходів на місці вилучення ядерного або радіоактивного матеріалу, надання експертної підтримки правоохоронним органам у ході кримінального розслідування, а також надання експертної підтримки іншим національним установам, що залучені до протидії незаконному обігу та ядерній контрабанді.

М. В. Стрільчук

 

І. А. Малюк і Ю. М. Лобач

    З огляду на більші технічні можливості та високу кваліфікацію фахівців в ІЯД була створена регіональна ядерно-криміналістична лабораторія. Досвід експертів та передові аналітичні можливості регіональної лабораторії є доступними експертним організаціям, що входять до ядерно-криміналістичної мережі країн-членів ГУАМ. Будуть підписані угоди про проведення спільних досліджень, а також розроблені відповідні механізми і процедури для обміну дослідними зразками та результатами аналізів.
    У 2018 р. лабораторія ядерної криміналістики ІЯД була акредитована у Національному агентстві з акредитації України відповідно до вимог ДСТУ ISO/IEC 17025:2006 у сфері випробування ядерних та інших радіоактивних матеріалів.
    Фахівцями ЦЕПАЕ створено базу даних для ядерної криміналістики в Україні, авторизований on-line доступ до якої мають фахівці з організацій, які відповідно до постанови КМ України задіяні до протидії незаконному обігу радіоактивних матеріалів в Україні.

    Основні напрямки досліджень ЦЕПАЕ:
   розробка аналітичних методів (радіохімічних, альфа-, гамма-спектрометричних, нейтронно-активаційних, рентген-флуоресцент­них, мас-спектрометричних), визначення вмісту радіонуклідів і важких металів в об’єктах навколишнього середовища (НС);
   створення на основі ГІС-технологій карт радіоактивного забруднення територій, що постраждали внаслідок аварії на ЧАЕС, та комплексних систем моніторингу в зонах спостереження підприємств ядерного паливного циклу (ЯПЦ);
   дослідження міграції радіонуклідів в об’єктах НС;
   оцінка впливу на НС радіаційних технологій та підприємств ЯПЦ;
   прогнозування дозових навантажень на населення, яке проживає в зонах впливу підприємств ЯПЦ та центрів ядерної медицини;
   планування зняття з експлуатації енергетичних і дослідницьких ядерних реакторів;
   радіаційний моніторинг в зоні спостереження ядерно-фізичних установок ІЯД;
   розробка автоматизованих методів контролю радіоактивності води першого контуру енергетичних та дослідницьких ядерних реакторів;
   розробка технологій та організація виробництва радіоактивних ізотопів для медицини;
   ядерно-криміналістичні дослідження. Експертиза ядерних матеріалів та інших радіоактивних речовин, виявлених поза межами регулюючого контролю;
   дослідження адсорбційних властивостей речовин і матеріалів по відношенню до тритію;
   моделювання кругообігу тритію в НС;
   розробка технології для створення бар'єрів до проникнення тритію із забруднених відкритих водойм у підземні води.

    Основні наукові досягнення та науково-технічні розробки ЦЕПАЕ:
   розроблено оригінальні методики визначення вмісту 90Sr, 238-240Pu, 241Am та гамма-випромінюючих радіонуклідів у зразках об’єктів НС, забруднених унаслідок аварії на ЧАЕС;
   на основі геостатистичного аналізу результатів радіаційного моніторингу створено детальні карти забруднення радіонуклідами 137Cs, 90Sr, 238-240Pu та 241Am. Проведено аналіз впливу ландшафтних факторів на формування полів радіоактивного забруднення;
   розроблено том «Оцінка впливу на навколишнє середовище» (ОВНС) проекту будівництва Центру з переробки і захоронення РАВ низької і середньої активності на базі комплексу виробництв «Вектор»;

Карта забруднення території зони відчуження ЧАЕС ізотопами плутонію

   створено методологію оцінки ефективності й достатності систем радіаційного моніторингу в зонах спостереження АЕС на основі де­терміністичного і статистичного підходів;
   досліджено коефіцієнти переходу радіонуклідів станційного походження в сільськогосподарську продукцію в районі розташування Південно-Української АЕС;
   з використанням сучасних ГІС розроблено систему супроводу радіоекологічного моніторингу в районах розташування діючих АЕС України;
   створено систему багаторічного радіаційного моніторингу в зоні спостереження ДЯР ВВР?М. Результати вимірювань вмісту 137Cs і 90Sr у зразках ґрунту, відібраних зі спостережних свердловин на території майданчика реактора ВВР-М, свідчать про відсутність техногенного впливу експлуатації реактора на забруднення ґрунтів та цілісність резервуарів з рідкими РАВ;
   проведено аналіз результатів радіаційного контролю за впливом дослідницького ядерного реактора ВВР-М на навколишнє природне середовище за останні 10 років;
   розроблено ОВНС комплексів з переробки твердих та рідких РАВ на Південно-Українській і Запорізькій АЕС;
   створено програму NAAPRO для прогнозування та оптимізації результатів інструментальних та радіохімічних методів нейтронно-активаційного аналізу. Розроблено швидкий і точний двокроковий алгоритм моделювання гамма-спектрів від об'ємних екранованих джерел гамма- і бета-випромінювання та довільних NaI(Tl) і HPGe детекторів. Створений алгоритм реалізовано у вигляді веб-програм, Easy Monte Carlo та Gamma Spectrum Generator, що доступні через інтернет-портал Європейської Комісії www.nucleonica.net. Експериментальна валідація створених засобів моделювання була проведена з використанням стандартних екранованих джерел гамма-випромінювання та ядерних матеріалів;

Програма NAAPRO

Система неперервного контролю
радіоактивності теплоносія
першого контуру

   розроблено технології вітчизняного виробництва РФП натрію йодиду (131I) і натрію пертехнетату (99mTc). Створено сучасну лабораторію для доклінічних випробовувань РФП;
   розроблено та впроваджено на АЕС України автоматизовану систему неперервного контролю радіоактивності теплоносія першого контуру;
   розроблено Програму зняття з експлуатації ДЯР ВВР-М;
   розроблено методики експертних оцінок характеристик ядерних матеріалів і джерел іонізуючого випромінювання, що вилучаються із незаконного обігу;
   проведено обґрунтування та розрахунки систем біологічного захисту для сучасних комплексних центрів ядерної медицини з використанням мініциклотронів, прискорювачів електронів, ПЕТ, ОФЕТ, КТ томографів, установок синтезу ФДГ;
   розроблено методики визначення легких мікроелементів (Al, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Mo) та мікроелементів рідкісноземельної групи (Sm, Eu, Gd) в об’єктах навколишнього середовища та уранвмісних матеріалах з використанням мас-спектрометра з індуктивно зв’язаною плазмою Element-2;
   проведено дослідження вмісту мікродомішок у зразках уранового концентрату українського виробництва з метою отримання атрибутивних ознак для використання в ядерній криміналістиці;
   створено промислові тритієві нейтралізатори статичної електрики, які ефективно застосовуються у технологічних процесах виробництва різноманітних діелектричних плівкових, порошкоподібних та інших матеріалів, що суттєво знижує ймовірність виникнення вибухів та пожеж, підвищує продуктивність виробництва, покращує умови праці виробничого персоналу;
   розроблено ряд метало-тритієвих мішеней для отримання нейтронів на прискорювачах заряджених частинок, у тому числі з рекордним у світі виходом нейтронів – 1013 с-1;
   створено портативні генератори нейтронів на основі мініатюрних запаяних прискорювальних трубок у лабораторному та свердловинному варіантах. За допомогою таких приладів є можливість з великою точністю експресним методом визначати на родовищах вміст нафти та газу, золота та інших дорогоцінних і рідких металів, а також вміст різноманітних шкідливих елементів в об’єктах навколишнього середовища тощо.

    Перспективи подальших досліджень:
   розробка технології отримання натрію йодиду (131I) у капсулах та проведення досліджень їх на біоеквівалентність;
   розробка технології зміни кольору безбарвних топазів при опроміненні їх реакторними нейтронами;
   дослідження впливу радіаційних та ядерних технологій на навколишнє середовище;
   розробка нових аналітичних методів визначення атрибутивних характеристик ядерних та інших радіоактивних матеріалів;
   дослідження процесів формування техногенного забруднення в межах великого агломераційного комплексу за рахунок надходження важких металів та радіонуклідів у навколишнє середовище;
   організація та проведення практичних навчань з ядерної криміналістики для експертів з країн-членів ГУАМ;
   розробка інформаційних технологій для обміну даними між експертами регіональної мережі ядерно-криміналістичних лабораторій країн-членів ГУАМ;
   дослідження спектра та щільності потоку нейтронів в активній зоні дослідницького реактора ВВР-М ІЯД;
   розробка матеріалів для отримання дозвільної документації на виробництво РФП натрію йодид (131І) та портативних генераторів 99Мо/99mTc;
   розробка документів для отримання ліцензій для використання, виробництва та транспортування, затвердження технічного і технологічного регламентів в ДП «Фармакопейний центр»;
   розробка генератора нейтронів на базі малогабаритної прискорювальної трубки НТГ-2 на основі D(d, n)3He-реакції;
   уведення в експлуатацію технологічної установки для регенерації радіоізотопу тритію з некондиційних виробів, що відпрацювали призначений термін служби, та розробка технологічного процесу здій­снення регенерації та очистки тритію, що дає можливість повторного його використання та зменшує вміст тритію у РАВ. Розробка технології очистки регенерованого тритію від домішок також дає змогу створити технологічний канал для напрацювання тритію в ядерному реакторі за реакцією 6Li + n T+ 4He;
   дослідження адсорбційних властивостей речовин і матеріалів по відношенню до тритію.

    Державні премії.
   Державна премія УРСР за досягнення в області науки і техніки 1986 р. за розробки нейтроноутворюючих метало-тритієвих мішеней та запаяних прискорювальних трубок для генерації нейтронів (М. Ф. Коломієць).
   Державна премія України в галузі науки і техніки 1999 р. за цикл наукових праць «Закономірності та аномальні явища в ядерних процесах» (І. М. Вишневський, В. О. Желтоножський, М. І. Заїка, Ю. В. Кібкало, О. Ф. Німець, Ю. М. Павленко, В. В. Тришин).
   Державна премія України в галузі науки і техніки 2000 р. за роботу «Розробка і створення апаратурних комплексів та їх застосування
в ядерній фізиці, енергетиці та інших галузях науки і техніки» (М. Ф. Коломієць).
   Державна премія України в галузі науки і техніки 2006 р. за роботу «Розробка приладів та систем контролю, організація їх промислового виробництва та впровадження нових технологій радіаційної безпеки» (А. М. Берлізов, О. Ф. Рудик).
    Державні нагороди.
   Орденом «Знак Пошани» у 1986 р. нагороджено В. А. Агеєва.
   Орденом «Дружби народів» у 1986 р. нагороджено В. К. Чумака.
   Почесною грамотою Верховної Ради України у 2006 р. нагороджено В. А. Агеєва.

    Співробітництво з вітчизняними науковими установами.
   ЦЕПАЕ активно співпрацює з вітчизняними науковими установами, зокрема: Національним центром радіаційної медицини АМН України; Інститутом експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р. Є. Кавецького НАН України; Інститутом гідробіології НАН України; Інститутом проблем безпеки атомних станцій НАН України; Чорнобильським центр з проблем ядерної безпеки, радіоактивних відходів та радіоекології при КМУ; ДСП «Екоцентр» (Чорнобиль); Інститутом мікробіології і вірусології імені Д. К. Заболотного НАН України.

    Міжнародне співробітництво.
   Дослідницький проект J71011 «Оцінка впливу дослідницького реактора ВВР-М ІЯД НАН України в умовах нормальної експлуатації та при аварійних ситуаціях» у рамках координаційного дослідницького проекту МАГАТЕ «Оцінка параметрів джерела й транспорту радіонуклідів з урахуванням параметрів кофайменту/контайменту та викиду у навколишнє природне середовище у випадку дослідницького ядерного реактора».
   Національний проект Програми технічного співробітництва МАГАТЕ UKR6012 «Strengthening Capabilities for Production of Radiopharmaceuticals for Healthcare».
   Фахівці ЦЕПАЕ беруть активну участь у міжнародних проектах та спільних дослідженнях з провідними закордонними науковими центрами (Інститут трансуранових елементів, Німеччина; Ліверморська Національна Лабораторія, США) та виконанні міжнародних проектів у галузі ядерної криміналістики.
   За підтримки Об’єднаного дослідницького центру Європейської Комісії в ЦЕПАЕ проводилися дослідження за контрактами:
   «Підвищення спроможності аналізу конфіскованих ядерних матеріалів та радіоактивних речовин в ІЯД НАН України» (Контракт № 211625-2008-09А08-XNP-NFS). У рамках контракту ІЯД отримав сучасний мас-спектрометр з індуктивно-зв’язаною плазмою (ICP-MS Element-2) для проведення поглибленого аналізу ядерних матеріалів.
   «Впровадження заходів з боротьби з незаконним переміщенням радіаційних та ядерних матеріалів в Україні» (Контракт № 211897-2008-11А08-XNP-NFS). У ході виконання контракту було впроваджено ефективні заходи боротьби з незаконним переміщенням радіоактивних та ядерних матеріалів в Україні ІЯД отримав мобільну лабораторію для характеризації ядерних матеріалів та джерел іонізуючого випромінювання на місці інциденту.
   У рамках проектів Українського науково-технологічного центру (УНТЦ) у ЦЕПАЕ проводилися такі дослідження:
   «Підвищення національних можливостей з ядерно-криміналіс­тичної експертизи». У рамках проекту було розроблено навчальні матеріали та проведено практичні тренінги для провідних експертів з ядерної криміналістики з країн-членів ГУАМ.
   «Дослідження атрибутивних ознак різних урановмісних матеріалів». За результатами проекту було визначено атрибутивні характеристики разків уранових руд, проміжних продуктів їхньої переробки на ДП «Східний гірничо-збагачувальний комбінат» та вихідного продукту – U3O8. Розроблено методики досліджень із використанням сучасного аналітичного обладнання, у тому числі отриманого за проектами міжнародної технічної допомоги.
   «Створення бази даних для ядерної криміналістики в Україні». У результаті виконання проекту в ІЯД НАН України створено пілотний проект бази даних для ядерної криміналістики в Україні та архів ядерних та інших радіоактивних матеріалів, вилучених з незаконного обігу в Україні.
   «Створення регіональної мережі з ядерно-криміналістичної експертизи». У результаті виконання проекту була створена мережа ядерно-криміналістичних лабораторій країн-членів ГУАМ, а в ІЯД НАН України була створена регіональна ядерно-криміналістична лабораторія.

    Участь в організації та проведенні міжнародних заходів у сфері ядерної криміналістики:
   Засідання Міжнародної технічної робочої групи з ядерної експертизи ITWG-16 (Київ, 2011).
   Навчальний курс з практичних аспектів ядерної криміналістичної експертизи (2013).
   Підсумкова робоча нарада щодо виконання проектів ТАСІС (2013).
   Навчальний тренінг «Практичні аспекти ядерної криміналістичної експертизи» (2014, 2019).
   Літня школа з ядерної криміналістики для студентів з країн-членів ГУАМ (2019).