Ulkoisen säteilyn valvonta ja liikkuva mittauskalusto Juhani Lahtinen Erikoistutkija, vs. laboratorionjohtaja Kenttä ja valmius Ympäristön säteilyvalvonta Säteilyturvakeskus Teollisuuden 10. säteilyturvallisuuspäivät 9-10.4.2014 Jyväskylä
Sisältö Yleistä ympäristön säteilyvalvonnasta Ulkoisen säteilyn valvontaverkko Liikkuva mittauskalusto 2
Ympäristön säteilyvalvonta Jatkuvaa tai määräajoin tapahtuvaa ympäristön säteilytilanteen seurantaa joko suoraan tai välillisesti Tavoitteena tuottaa kokonaiskuva vallitsevasta säteilytilanteesta Velvoite EURATOM-sopimuksesta (artiklat 35 ja 36) Ohjelman toteuttaminen määrätty STUKille (toimivaltainen viranomainen) kotimaisen lainsäädännön puitteissa - säteilylaki ja -asetus (592/91, 1512/91) - laki ja asetus säteilyturvakeskuksesta (1069/83, 618/97) - asetus pelastustoimesta (787/2003) Yhteiskunnan elintärkeiden toimintojen turvaamisen (YETT) strategian mukaan säteilyvalvonta on yksi keskeisistä toiminnoista Kansainvälinen tiedonvaihto: esimerkiksi EU:n komission järjestelmä EURDEP, CBSS:n (Council of the Baltic Sea States) jäsenvaltioiden välinen tiedonvaihto 3
Ympäristön säteilyvalvonta Valvontaohjelma pitää sisällään useita komponentteja: 1. Ulkoinen säteily (ULJAS/USVA-järjestelmä) 2. Ulkoilman radioaktiiviset aineet 3. Ulkoilman kokonaisbeeta-aktiivisuus (Ilmatieteen laitos) 4. Laskeuman radioaktiiviset aineet 5. Pintaveden radioaktiiviset aineet 6. Juomaveden radioaktiiviset aineet 7. Maidon radioaktiiviset aineet 8. Elintarvikkeiden radioaktiiviset aineet 9. Jätelietteen radioaktiiviset aineet 10. Radioaktiiviset aineet ihmisessä 11. Radioaktiiviset aineet Itämeressä 12. Paikallislaboratorioverkko 13. Tuonti ja vienti Säteilytilanteessa valvontaa tehostetaan ja mm. liikkuvat järjestelmät tulevat tarvittaessa mukaan 4
Ympäristön säteilyvalvonta STUK tiedottaa säteilyvalvontatuloksista www-sivuillaan ja toimittaa kolmikieliset (suomi, ruotsi, englanti) vuosiraportit EU:lle. Raportit ovat myös STUKin www-sivuilla. Uusin raportti STUK-B 159 (heinäkuu 2013): Ympäristön säteilyvalvonta Suomessa. Vuosiraportti 2012. Strålningsövervakning av miljön i Finland. Årsrapport 2012. Surveillance of Environmental Radiation in Finland. Annual Report 2012. http://www.stuk.fi/julkaisut_maaraykset/tiivistelmat/b_sarja/fi_fi/stuk-b159/ 5
Ulkoisen säteilyn valvontaverkko ULJAS Älykkäät, VIRVE-verkon välityksellä STUKin kanssa kommunikoivat asemat, 256 kpl. Mittaa ulkoista annosnopeutta (µsv/h). Ensisijainen tarkoitus on hälyttää poikkeavasta säteilytilanteesta, ei tuottaa pitkän aikavälin tutkimuksellista dataa (tekniikka muuttuu, mittarien sijoituspaikat muuttuvat ym.). Tulokset 10 minuutin välein VIRVE-verkon kautta STUKiin reaaliaikainen säteilytilannekuva. Taustasäteilyn annosnopeus Suomessa 0,05 0,30 µsv/h. Verkon hälytysrajana 0,1 µsv/h nousu yli asemakohtaisen tasoitetun 7 vrk tausta-arvon tai 0,4 µsv/h annosnopeustason ylitys. Hälytys STUKin lisäksi myös paikalliseen hätäkeskukseen. 6
Ulkoisen säteilyn valvontaverkko ULJAS 23 asemalla (punainen neliö) LaBr 3 - spektrometri, joka mahdollistaa säteilytason nousun aiheuttaneen radionuklidin tunnistamisen. Nimettyjen asemien tiedot STUK esittää vuosiraporteissaan. Huom! Kuva ei ole aivan ajan tasalla. Selainpohjainen säteilytilannekuvan esitysjärjestelmä USVA. Tulokset myös ydinvoimalaitosten ympäristön mittausverkoista (TVO:lla 10 asemaa, Fortumilla 15 asemaa) ja Leningradin YVL:n mittausverkosta. 7
Vertailu: ulkoisen säteilyn valvontaverkot Euroopassa (muutaman vuoden takaiset tiedot) Säteilytilanne EU:n alueella: http://eurdep.jrc.ec.europa.eu 8
Säteilyvalvontaverkon asemat: ohjausyksiköt Suunniteltu STUKissa Aseman äly on sulautetussa Linux- tietokoneessa Tietokoneessa kuusi RS-232, yksi RS- 485, USB, ethernet ja I/O-portteja: mahdollisuus liittää uusia instrumentteja Kosketusnäyttö, paikallinen hälytys Akkuvarmennettu sähkönsyöttö 3vrk Avoimen lähdekoodin ohjelmisto: STUK kehittää järjestelmää ohjelmisto- tai laitetoimittajista riippumattomana VIRVE-päätelaite Liikenne on tarvittaessa kahdensuuntaista. Yhteys mahdollistaa etä- yhteyden asemaan ja tarvittaessa päivitysten siirtämisen. 9
Säteilyvalvontaverkon asemat: anturit Annosnopeutta mittaa kolme Geiger- Müller -putkea: kaksi matalille annosnopeuksille ja yksi korkeille (10 Sv/h) Sadeanturi (On/Off) Osalla asemia spektrometri LaBr 3 -tuikeilmaisin asennettu 23 asemalle GM-anturit ja LaBr 3 -spektrometri Pernajalla 10
Säteilytilannekuvan esitysjärjestelmä USVA Säteilytilannekuvan jakaminen muille viranomaisille ja voimalaitoksille Manuaalimittausten tulosten esittäminen (tekstiviesti) Säätietoja ja trajektoreja, raportointi, hallintatyökalut 11
Säteilyhälytyksen aiheuttama toimenpiteet STUKin päivystäjä vastaanottaa säteilyhälytykset 24/7 ja käynnistää selvitystoimet 15 minuutissa. Hätäkeskus pyytää päivystävän palomestarin järjestämään varmistusmittauksen hälyttävälle asemalle ja ottaa yhteyden STUKiin. Verkon toiminnasta vastaaville ilmoitetaan, jos hälytyksen syy on jokin tekninen vika. Aina silloin tällöin hälytyksen syy on ollut lähistöllä tehtävä teollisuusradiografia, mutta myös isotooppihoitoa saaneet henkilöt ovat aiheuttaneet pari hälytystä. 12
LaBr 3 -spektrometrit ulkoisen säteilyn valvontaverkossa Spektrometri (LaBr 3 -tuikeilmaisin) on 23 asemassa Mittaustulos - annosnopeus ja spektri - 10 minuutin välein STUKiin VIRVE-verkon välityksellä (frekvenssi sama kuin GMantureilla) STUK kehittänyt mittaus- ja analyysiohjelmistot Spektri analysoidaan automaattisesti STUKin palvelimilla Mittausdata ja analyysitulokset tietokantaan (suuri datamäärä, 300 Gb/a) Hälyttävä järjestelmä Tulokset nähtävillä USVA-sivuilla 13
Hälytysrajojen vertailua Hälytysrajat radioaktiiviselle pilvelle (Bq/m 3 ) ja laskeumalle (Bq/m 2 ). GM-anturin tapauksessa ilmoitettu pitoisuus nostaa annosnopeutta 0,1μSv/h. LaBr 3 :n kohdalla tunnistus kymmenen minuutin mittauksesta virhetunnistuksen todennäköisyyden ollessa 10-6. Nuklidi Gamma - energia (kev) LaBr 3 - havaitsemisraja ilman aktiivisuuspitoisuudelle GM-anturin hälytysraja ilman aktiivisuuspitoisuudelle LaBr 3 - havaitsemisraja laskeumaaktiivisuudelle GM-anturin hälytysraja laskeumaaktiivisuudelle (Bq/m 3 ) (Bq/m 3 ) (Bq/m 2 ) (Bq/m 2 ) Am-241 59.5 200 33000 3900 1000000 (= 1 MBq/m 2 ) I-131 364 40 1700 1100 79000 Cs-137 662 30 1100 1300 54000 Co-60 1332 20 250 630 14000 14
Liikkuvat säteilymittausjärjestelmät (lähinnä säteilyvaara- ym. erikoistilanteissa) STUK (liikkuvat autolaboratoriot, muut liikkuvat partiot). Etätukikonsepti Puolustusvoimat ja Geologian tutkimuskeskus (lentomittaukset). Puolustusvoimien tutkimuslaitoksella ja STUKilla on Puolustusvoimien lentokoneeseen sopivat puolijohdemittauskalustot. Geologian tutkimuskeskuksella on tuikeilmaisimia. Puolustusvoimien lennokit ym. Paikalliset viranomaiset ja voimalaitokset (autolla liikkuvia partioita). Voimalaitosten ympäristössä ja useissa kunnissa on etukäteen määrättyjä mittauspisteitä ja ajoreittejä. 15
Liikkuvat säteilymittausjärjestelmät STUKin säteilymittausauto (liikkuva laboratorio) SONNI 16
Liikkuvat säteilymittausjärjestelmät SONNIn ominaisuuksia Suorat säteilymittaukset (puolijohde, tuikeilmaisin, GM) Kaksi aerosolikerääjälaitteistoa (voi olla erilaiset suodattimet) Näytemittaukset gamma- ja alfaspektrometreilla Kannettavat näytteenotto- ja mittauslaitteet Monipuoliset tiedonsiirtojärjestelmät Etätukijärjestelyt 17
Liikkuvat säteilymittausjärjestelmät STUKin toinen, valmisteilla oleva huolto- ja säteilymittausauto HÄRKÄ. 18
Liikkuvat säteilymittausjärjestelmät Lennokit STUK on ollut mukana kehittämässä säteilymittauslaitteistoja Puolustusvoimien Ranger-lennokkia ja Patrian MASS-minilennokkia varten. Lennokeita voidaan käyttää radioaktiivisen pilven paikallistamiseen, näytteenottoon pilvestä ja säteilylähteiden etsintään. 19
Liikkuvat säteilymittausjärjestelmät GPRS/Tetra/Satellite Communication network Applications Linssidatabases SNITCH server Notifications Reports Etätukikonsepti. Spektrit siirretään tietoliikenneverkkojen kautta etäpalvelimelle (LINSSI) SNITCH-ohjelmiston avulla. Säteilyasiantuntija tulkitsee havainnot ja neuvoo operatiivisia henkilöitä VIRVE-puhelimen kautta. 20
Yhteenveto Valtakunnallinen ulkoisen säteilyn annosnopeutta mittaava valvontaverkko Verkon spektrometrit mahdollistavat annosnopeuteen vaikuttavien nuklidien tunnistamisen (esimerkiksi voimalaitospäästön koostumus) Spektrometrit herkempiä säteilytilanteen muutoksille, tulosten tulkinta vaativampaa Säteilytilannekuvan jako USVAn kautta Monipuoliset liikkuvat järjestelmät Erilaiset säteilyonnettomuudet Tuki poliisijohtoisissa operaatioissa 21
Kiitokset mielenkiinnosta 22