Institut ochrany obyvatelstva pořídil bezpilotní zařízení pro radiační průzkum

Institut ochrany obyvatelstva (IOO) disponuje novým přístrojem pro průzkum a monitorování radiační situace v případě mimořádné události (MU) DRONES-G MINI. Toto unikátní zařízení bylo vyvinuto v České republice (ČR) v rámci bezpečnostního výzkumu a umožňuje rychlý radiační průzkum zasaženého území bez nutnosti vstupovat do nebezpečných oblastí a ochránit tak zasahující před negativními účinky ionizujícího záření.

Chemická laboratoř IOO plní řadu úkolů nejen na podporu velitele zásahu, ale i ve prospěch ostatních složek státu a ochrany obyvatelstva ČR. Jedním z nich je i radiační průzkum a monitoring objektů a zasažených území například po nehodě jaderné elektrárny, při ztrátě nebo odcizení zdroje ionizujícího záření, po teroristickém útoku nebo třeba i při průzkumu starých zátěží po těžbě uranu a jiných radioaktivních minerálů na našem území. V neposlední řadě se odborníci z radiometrické laboratoře IOO nepřímo podílí i na vývoji, testování a dalším vylepšování nových zařízení v této oblasti.

HZS IOO: Komerčně dostupný dron DJI Matrice 350 RTK s podvěseným detektorem DRONES-G MINI

Od letošního roku došlo k výraznému rozšíření kapacit v této oblasti, a to zejména díky získání zařízení DRONES-G MINI. Jak již název napovídá, jedná se o zařízení, které lze použít ve spojení s dronem, a tím ochránit zasahující, neboť není nutné vstupovat do nebezpečné oblasti s potenciálním výskytem radioaktivní kontaminace anebo vysokého dávkového příkonu záření gama. Tento kompaktní podvěs pod dron s integrovaným detektorem radiace byl vyvinut v Třebíči firmou NUVIA, a. s., v rámci bezpečnostního výzkumu Ministerstva vnitra ve spolupráci se Státním ústavem radiační ochrany. DRONES-G MINI je tak úplnou novinkou a Hasičský záchranný sbor České republiky (HZS ČR) je jeho prvním uživatelem. Nicméně hasiči nekupují neprověřené zařízení, neboť jde o technologického nástupce již dříve vyvinutého a osvědčeného systému DRONES-G od stejné firmy, který byl však příliš těžký a vyžadoval speciální drony s velkou nosností. Mladší DRONES-G MINI je odlehčený, menší a jeho kompaktní tvar umožňuje snadnou manipulaci i instalaci. Oproti jeho předchůdci je kompatibilní i s komerčně dostupnými drony, což snižuje celkové náklady na pořízení a zavedení tohoto detekčního prostředku do jednotek záchranných složek. Velkou výhodou je i fakt, že celý systém je nezávislý na zařízení nosiče (dronu), neboť komunikace i napájení je zcela autonomní, což je nejen univerzálnější, ale i bezpečnější.

Technicky se v případě DRONES-G MINI jedná o kompaktní (250 × 110 × 110 mm) systém o hmotnosti 1,125 kg, který obsahuje obslužnou, vyhodnocovací a komunikační elektroniku, optický výškoměr, GPS přijímač, baterii, měřič teploty, tlaku a vlhkosti. Nás však zajímá především Geiger-Müllerova trubice pro měření vyšších dávkových příkonů záření gama a detektor a analyzátor gama záření, který je srdcem celého zařízení. Pro detekci a analýzu gama záření je použit NaI (Tl) scintilační detektor o rozměrech 1“ × 2“ s 1“ fotonásobičem, který umožňuje dostatečnou citlivost (rozlišení na pík ¹³⁷Cs je < 7,5% FWHM) s ohledem na minimalizaci hmotnosti a uvažované scénáře možného využití. Právě tento detektor umožní operátorovi v reálném čase identifikovat konkrétní radionuklid, což je velmi důležité z hlediska dalších postupů při řešení MU spojené s únikem radioaktivních látek do životního prostředí. Znalost konkrétního radionuklidu má vliv na typ použitých ochranných prostředků, způsob dekontaminace apod.

HZS IOO: Mapa intenzit dávkového příkonu generovaná v reálném čase programem DRONIC

Pro zobrazení měřených hodnot, které se pomocí rádia v reálném čase přenáší do pozemní stanice (notebook s operačním systémem Windows), je použit program DRONIC, který byl rovněž vyvinut v Třebíčské NUVIA, a. s., a který slouží uživateli především pro rychlou a efektivní vizualizaci aktuálně měřených spekter. A to buď ve formě 1s spektra, či jeho časového vývoje pomocí moderních tzv. water-fall diagramů, ze kterých může zkušený uživatel ihned identifikovat konkrétní radionuklidy. Mimoto je možné zobrazit si celou řadu grafů měřených veličin (např. dávkový příkon, výška nad terénem) a vše přímo projektovat do podkladové mapy, díky čemuž si operátor, potažmo velitel zásahu, udělá jasnou představu o radiační situaci v zasaženém území. Například je možné zobrazit mapu intenzit dávkového příkonu ve výšce 1 m nad terénem, což umožní odborníkům z řad hasičů předem odhadnout dávky, jež obdrží zasahující, kteří by v případě nutnosti museli pracovat v nebezpečné zóně zasažené radioaktivní kontaminací. Další užitečnou vlastností programu DRONIC je schopnost odhadnout aktivitu bodového zdroje záření gama, což je opět informace důležitá pro velitele týmu, který by měl daný zdroj bezpečně zajistit a transportovat z místa MU. Veškerá data se v reálném čase nejen přenáší do pozemní stanice, ale zároveň se ukládají v modulu zařízení na SD kartu, která slouží jako záloha, a lze je použít i pro přehrání záznamu celého letu a k další analýze naměřených dat.

Jako nosič pro detektor je v našem případě využit komerčně dostupný dron od společnosti DJI – Matrice 350 RTK s nosností přibližně 2,7 kg, který v rámci IOO najde i další využití především jako nosič dalších speciálních zařízení hlavně pro mapování a fotogrammetrii.

I přesto, že tímto zařízením disponuje IOO teprve krátce, podařilo se připravit několik zajímavých experimentů, při kterých detektor vyzkoušeli příslušníci chemické laboratoře IOO. Ti létali nejen v mrazivých podmínkách nad letištěm, kde hledali ukrytý zářič, ale také nad lesem a posléze i v lese, který byl skutečně kontaminován radionuklidem. Z dosavadních zkušeností lze říci, že vše funguje, jak má, a HZS ČR je zase o něco lépe připraven i na tento typ MU. IOO toto specifické zařízení dále testuje, vymýšlí potencionální scénáře použití a ve spolupráci s výrobcem, Státním ústavem radiační ochrany a Univerzitou obrany se dále bude podílet na dalším vývoji a zlepšování detektoru a vyhodnocovacího programu.