ВАЕ: Відділ радіаційної екології

Завідувач відділу, д-р техн. наук, с. н. с.

Талерко Микола Миколайович

 

Микола Миколайович Талерко у 1976 р. закінчив фізичний факультет Київського національного університету, у 2011 р. захистив докторську дисертацію за спеціальністю «Екологічна безпека», у 2011–2014 рр. викладав курс «Фізика атмосфери» у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка. 

У співавторстві написав 2 монографії, має 100 друкованих праць.

 

 

 

Напрями діяльності:

  • оцінка радіоактивного забруднення навколишнього середовища, викликаного можливими аварійними викидами на АЕС на основі моделювання переносу радіонуклідів у атмосфері;
  • розробка та впровадження систем комп’ютерної підтримки прийняття рішень у разі аварійних радіоактивних викидів на АЕС;
  • розробка моделей атмосферного переносу радіонуклідів;
  • моделювання забруднення повітря внаслідок лісових пожеж на радіоактивно забруднених територіях.

Головні наукові завдання відділу:

  • зменшення невизначеності в оцінці радіаційної обстановки в разі аварійної ситуації з урахуванням екологічних особливостей забрудненої території;
  • покращення ефективності прогнозу забруднення на основі регіональної моделі переносу радіоактивності в атмосфері в комплексі з моделлю чисельного прогнозу погоди WRF;
  • удосконалення радіоекологічного моніторингу для прийняття рішень про необхідні контрзаходи щодо мінімізації радіоактивного опромінення населення.

Структура відділу:

Головний науковий співробітник, д-р фіз.-мат. наук, проф.

Гаргер Євгеній Костянтинович

Євгеній Костянтинович Гаргер у 1960 р., закінчив Одеський метеорологічний інститут. Розпочинав свою наукову діяльність в Інституті експериментальної метеорології, м. Обнінськ, де він провів численні експериментальні роботи з вивчення процесів вторинного підйому аерозолів. У 1988 р. захистив докторську дисертацію за спеціальністю «Геофізика». У період з 1998 до 1999 рр. керував Київським науково-дослідним інститутом радіоекології, до завдань якого входило вивчення наслідків тяжких радіаційних аварій і проблем зменшення невизначеності в оцінці радіаційної ситуації з урахуванням екологічних особливостей території. З 1999 до 2004 рр. він очолював відділ радіоекології в Інституті агроекології і біотехнології Академії аграрних наук України, де опікувався вирішенням завдань радіаційного моніторингу навколишнього середовища, включаючи вивчення процесів переносу і осадження радіоактивних аерозолів на підстилаючу поверхню.

Науковий доробок Є. К. Гаргера складає понад 200 наукових публікацій, 2 монографії, 1 авторське свідоцтво.

У 2006 р. за багаторічну плідну наукову діяльність і видатний внесок у розвиток науки Указом Президента України Є. К. Гаргер нагороджений орденом «За заслуги» III ступеню. У 2012 р. за видатні праці у галузі науки і техніки йому було присвоєно звання «Заслужений діяч науки і техніки України».

Напрями його наукових досліджень:

  • перенесення і дифузія радіоактивного аерозолю в атмосфері, радіоекологія;
  • удосконалення систем радіаційного контролю та аварійного реагування в районах розташування АЕС України з метою підвищення рівня радіаційного захисту населення та навколишнього середовища;
  • оцінка наслідків трансграничного перенесення радіонуклідів у випадку аварій на АЕС України за складних, небезпечних та несприятливих метеорологічних умов.

Головний науковий співробітник, д-р біол. наук, проф., академік УААН

Прістер Борис Самуїлович

Напрями його наукових досліджень:

   • удосконалення систем радіаційного контролю та аварійного реагування в районах розташування АЕС України з метою підвищення рівня радіаційного захисту населення та навколишнього середовища;
   • обґрунтування проведення захисних заходів на радіоактивно забруднених територіях з використанням моделі довгострокової поведінки радіонуклідів у системі «ґрунт – рослина»;
   • методологія довгострокового радіаційного моніторингу i оцінки доз з використанням радіологічного районування та моделювання міграції радіонуклідів у навколишньому середовищі та харчових ланцюгах.

Борис Самуїлович Прістер є автором монографії «Проблемы безопасности атомной энергетики. Уроки Чернобыля», що зайняла перше місце на 4-му Міжнародному конкурсі ВНДІСГРАЕ наукових монографій з радіоекології, а також монографії «Радіофізичні та медико-гігієнічні наслідки чорнобильської катастрофи: шляхи пізнання та подолання. Практичний посібник для сімейного лікаря».

Сектор досліджень розповсюдження радіоактивного аерозолю в атмосфері
Завідувач канд. фіз.-мат. наук, с. н. с.

В. К. Шинкаренко

Напрями діяльності сектора:

• авторадіографія «гарячих» частинок. Визначення β-активності частинок за параметрами авторадіографічних плям, вивчення розподілу активності «гарячих» частинок;
• вивчення кінетики розчинення «гарячих» частинок в імітаторах біологічних рідин у статичному та динамічному режимах;
• створення моделей аерозолів з люмінесцентно забарвлених або мічених іншими способами частинок, вивчення розповсюдження модельних аерозолів у приземному шарі атмосфери та їх взаємодії з підстильною поверхнею;
• фізичне моделювання аерозольних потоків. Забруднення території аерозольними частинками. Поведінка аерозольних частинок в екосистемах;
• аналіз радіоактивних випадінь і розрахунок швидкостей осадження в зоні Чорнобильської АЕС і окремих пунктах Київської області, побудова емпіричних залежностей щільності випадінь від об’ємної концентрацій за даними спостережень.

Сектор комплексного аналізу та ведення баз даних
Завідувач канд. геогр. наук, с. н. с.

Т. Д. Лев

Напрями діяльності сектора:

• комплексна оцінка радіаційної обстановки (розрахунок і представлення результатів на тематичних картах) з використанням даних моделювання атмосферного перенесення і перерозподілу радіоактивних і хімічних забруднювачів з окремих джерел забруднення в навколишньому середовищі засобами геоінформаційних систем (ГІС) і баз даних;
• превентивна оцінка ступеня радіоекологічної критичності територій впливу АЕС і наслідків надзвичайних ситуацій з використанням методів оцінювання за екологічними параметрами і районування території за басейновим принципом на різних просторових масштабах засобами ГІС;
• забезпечення оперативною прогностичною аеросиноптичною інформацією з використанням інстальованої в ІПБ АЕС моделі чисельного прогнозу погоди WRF V 3.1;
• радіоактивні аерозолі, їх утворення, поширення, властивості. Дослідження властивостей «гарячих» частинок. Радіографія. Кінетика розчинення «гарячих» частинок в імітаторах біологічних рідин або розчинах іншого складу;
• аналіз та опис, типових та найбільш несприятливих для довкілля метеорологічних умов у разі можливих радіаційних аварій на АЕС України;
• визначення набору синоптичних ситуацій для оцінки радіоактивного забруднення території України;
• картографування та геопросторові бази даних, ГІС-аналіз;
• розробка програмних процедур обробки та аналізу даних засобами MapBasic, ГІС MapInfo, СУБД Access;
• розробка комплексу дослідницьких програм для структурної ідентифікації статистичних моделей за евристичними критеріями (по МГУА).

Сектор природокористування і реабілітації

Напрями діяльності сектора:

  • обґрунтування проведення захисних заходів на радіоактивно забруднених територіях з використанням моделі довгострокової поведінки радіонуклідів у системі «ґрунт – рослина»;
  • методологія довгострокового радіаційного моніторингу i оцінки доз з використанням радіологічного районування та моделювання міграції радіонуклідів у навколишньому середовищі та харчових ланцюгах;
  • наукове обґрунтування превентивної оцінки стану території впливу можливих радіаційних аварій для удосконалення методів оцінки впливу радіаційних об’єктів на навколишнє середовище, системи радіаційного моніторингу та підвищення ефективності аварійного реагування на основі сучасних радіоекологічних, фізичних, математичних і геоінформаційних методів;
  • створення картографічного банку даних; обробка та аналіз супутникової інформації;
  • розробка та підтримка банку даних характеристик навколишнього середовища АЕС;
  • поведінка металів і радіонуклідів у системі «ґрунт – рослина». Визначення металів і радіонуклідів в об’єктах навколишнього середовища.

Колектив відділу радіаційної екології

Результати діяльності за науковими напрямами:

1. Дослідження поширення радіоактивної домішки в атмосфері і її осадження на підстильну поверхню після аварії на Чорнобильській АЕС у локальному масштабі 10–10 000 м

Радіоактивний аерозоль об’єкта «Укриття» і в Чорнобильській зоні відчуження. Отримано: потужність викиду, інтенсивність вітрового підйому, об’ємна активність, композиція радіонуклідів, функція розподілу активності за розмірами частинок, рахункова концентрація паливних частинок і їх внесок у загальну активність, швидкість розчинення паливних частинок у легеневій рідині in-vitro.

Узагальнено дані щодо коефіцієнтів ресуспензії та її інтенсивності, верифіковано розрахункові методи інтегральних параметрів ресуспензії. Розроблено метод довгострокового прогнозу об’ємної активності на основі теорії випадкових процесів.

                           

                 Проведення досліджень                                                                                  Обробка даних

Довгостроковий прогноз об’ємної активності

 

             Збудження люмінесценції                              Фотографія осаджених на підкладку аерозольних
             ультрафіолетовим підсвічуванням              частинок, забарвлених родаміном-6Ж

Спільно з групою «Дослідження гарячих частинок у приземному шарі атмосфери» (керівник с. н. с., канд. фіз.-мат. наук В. К. Шинкаренко) були проведені роботи за темою «Дослідження радіоактивного аерозолю в приземному шарі на промисловому і будівельному майданчиках об’єкта «Укриття», створення мобільного аерозольного комплексу для дослідження в зонах спостережень і санітарно-захисній зоні АЕС».

Проводяться спостереження люмінесцируючих частинок модельного аерозолю.

2. Створення моделей поширення в атмосфері і осадження на підстильну поверхню радіоактивної домішки для масштабів 10–1000 км

Розроблена Лагранжево – Ейлерова модель перенесення домішки (гази, включаючи йод в різних хімічних формах, аерозолі) в атмосфері LEDI для розрахунків розповсюдження домішки на відстанях до 1000 км від газоаерозольних джерел з ефективною висотою викиду від 0 до 1500 м для різних його типів з урахуванням тривалості викиду (залповий, кінцевого часу дії, безперервний), і яка призначена для оцінок і прогнозування наслідків аварійних викидів з АЕС на регіональному масштабі і транскордонного переносу. (Виконавці: М. М. Талерко, Є. К. Гаргер).

За допомогою цієї моделі була проведена реконструкція забруднення території України та сусідніх держав радіоактивним йодом у початковий період Чорнобильської аварії. Виконано прогнозні оцінки транскордонного переносу радіонуклідів у результаті можливих радіаційних аварій на АЕС України, а також можливого забруднення навколишнього середовища території України внаслідок радіаційних аварій на АЕС суміжних країн.

Карта реконструйованої щільності випадінь 131I на території України і Білорусі в результаті Чорнобильської аварії

Інстальована і адаптована для території України чисельна модель прогнозу погоди США WRF-ARW Ver 3.1.1. Поточна аеросиноптична інформація для території західної і східної Європи доступна на сервері США NCDC (http://nomads.ncdc.noaa.gov) – Національний оперативний архів моделі і системи розподілу даних (NOMADS – National Operational Model Archive and Distribution System) з використанням відкритих пакетів серверного програмного забезпечення і методологій OPENDAP і DODS. За допомогою запитів з архіву або в режимі реального часу через існуючі інфраструктури Інтернету отримуємо доступ до даних моделі і спостережень. Проводиться виконання комплексу чисельних програм, що забезпечують вихідними прогностичними даними про стан примежевого шару атмосфери математичну модель поширення і осадження радіоактивного аерозолю. (Виконавець: Т. Д. Лев)

Схема території прогнозу погоди для України (крок = 27 км) і тестової території (крок = 9 км)

Створено інформаційні бази даних для радіоекологічного моніторингу в зонах підвищеного ризику впливу АЕС та аварійного реагування, що включають сучасний цифровий картографічний матеріал (топографічні карти, карти моніторингу, басейнові карти, ґрунтові карти, ландшафтні карти і структури природокористування, шорсткості підстильної поверхні, оцінки потенційної радіоекологічної критичності території України), довідково-нормативні дані, аеросиноптичні дані, сценарні результати. (Виконавці: Т. Д. Лев, В. Д. Виноградська, В. Н. Піскун, О. Г. Тищенко).

Склад інформаційних баз даних

Організовано взаємодію баз даних для подання результатів та просторового аналізу розрахунків за математичними моделями з використанням різних сценаріїв викиду і структури землекористування: атмосферного переносу і осадження на підстильну поверхню з оцінкою зовнішньої дози опромінення і забруднення ґрунту, аерального і кореневого забруднення рослин в гостру й пізню фази аварій.

Кінцеві результати представлено у вигляді прогнозних карт забруднення об’єктів навколишнього середовища (ґрунту, рослин, опромінення населення тощо) і оцінки транскордонного переносу на територію України.

Оцінка транскордонного переносу від АЕС Росії на територію України
Проведення зонування тестової території відповідно до рекомендованих МАГАТЕ ДУВ1-ДУВ4 за потужністю зовнішньої дози (мкЗв/год.) Проведення оцінки аерального забруднення продукції за простором (агроландшафт, лугові трави, трави в лісі), з використанням усереднених даних по осадженню радіонуклідів, за зонами забруднення та за видами груп ґрунтів у рамках басейнів річок
Оцінка аерального забруднення продукції
Створення макету комплексної системи прогнозування радіаційної обстановки, моніторингу агросфери та радіаційного контролю якості продукції

Створено інформаційно-аналітичну систему підтримки прийняття рішень у Чорнобильській зоні відчуження щодо захисту персоналу зони і населення навколо неї. Система дозволяє в оперативному режимі прогнозувати і оцінювати наслідки погіршення радіологічної ситуації в Чорнобильській зоні відчуження у випадку: радіаційних аварій на промислових об’єктах, лісових пожеж на радіоактивно забрудненій території, або природного вітрового або техногенного підйому радіонуклідів. Система введена в експлуатацію в ДСНВП «Екоцентр» Державного агентства України з управління зоною відчуження. (Виконавець: М. М. Талерко).

Головне вікно розрахункового комплексу з прикладом візуального представлення результатів розрахунків

Спільно з Інститутом радіаційного захисту АТН України розроблено комп’ютерну систему КАДО, яка призначена для підтримки прийняття рішень щодо захисту населення в межах зони відповідальності АЕС у разі комунальної радіаційної аварії. Система КАДО прийнята в експлуатацію на всіх діючих АЕС України в рамках створення сучасної інтегрованої системи підтримки прийняття рішень ДП НАЕК «Енергоатом». (Виконавці: М. М. Талерко, Г. Г. Кузьменко).

Представлення результатів розрахунків у графічній формі в головному вікні КАДО

3. Міграція радіонуклідів у ланцюгах харчування

Дослідження міграції 137Cs та 90Sr в системі «ґрунт – рослина»у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС на радіоактивно забруднених територіях. Отримано значення коефіцієнтів переходу 137Cs та 90Sr з основних типів ґрунтів Українського Полісся і Лісостепу у 16 видів сільськогосподарських культур у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС.

Розробка моделей міграції 137Cs та 90Sr у харчових ланцюгах. Розроблено модель аерального забруднення рослинності внаслідок радіоактивних випадінь. Проведена верифікація моделі за даними, отриманими після аварії на Чорнобильській АЕС і АЕС Фукушіма-1 в Японії.

Розрахунки антропогенного забруднення листяних овочів і натуральної трави 137Cs на випробувальному полігоні через радіоактивні опади після аварії на АЕС Фукушіма-1

Розроблено кінетичну модель міграції радіонуклідів цезію і стронцію в системі «ґрунт – рослина – продукція тваринництва». Проведена верифікація розроблених моделей за даними контролю сільськогосподарської продукції, забрудненої внаслідок аварії на АЕС Фукушіма-1 в Японії. (Виконавці: Б. С. Прістер, В. Д. Виноградська).

4. Реабілітація забруднених територій внаслідок аварій на радіаційних об’єктах

Планування і проведення захисних заходів на радіоактивно забруднених територіях. Узагальнено дані про ефективність захисних заходів, які проводилися після великих аварій на радіаційних об’єктах. Дано наукове обґрунтування проведення агрохімічних захисних заходів на сільськогосподарських угіддях, забруднених внаслідок радіаційних аварій з використанням кінетичної моделі міграції радіонуклідів у системі «ґрунт – рослина».

5. Удосконалення систем аварійного реагування, моніторингу та контролю навколишнього середовища на території впливу аварійних викидів АЕС

Аварійне реагування. Показано, що основною причиною важких аварій є людський фактор, що обумовлює актуальність проблеми готовності до реагування на аварії. Розроблено методичні рекомендації щодо аварійного реагування в зоні впливу аварії на АЕС, що включають йодну профілактику.

Методологія довгострокового моніторингу радіоактивно забруднених територій. Розроблено методологію комплексного превентивного радіоекологічного районування території на основі басейново-ландшафтних принципів до аналізу особливостей території та оцінки потенційної критичності об’єктів навколишнього середовища в разі радіаційної аварії. (Виконавці: Б. С. Прістер, Є. К. Гаргер, М. М. Талерко, В. Д. Виноградська, Т. Д. Лев, О. Г. Тищенко, В. Н. Піскун).

На основі басейново-ландшафтних принципів і аналізу особливостей території з використанням карт рельєфу, басейнів, типів ґрунтів, підстильної поверхні і структури землекористування проводиться превентивна оцінка радіоекологічних характеристик території на трьох рівнях: державному, регіональному і локальному.

Превентивна радіоекологічна оцінка території з виділенням критичних зон на трьох просторових рівнях

Розроблено методологію формування мережі аварійного моніторингу радіоактивно забруднених територій з урахуванням принципів оптимізації й пріоритетності з використанням превентивного радіоекологічного районування та прогнозування радіаційної ситуації. (Виконавці: Б. С. Прістер, В. Д. Виноградська, Т. Д. Лев, О. Г. Тищенко).

 

Розподіл зон радіоекологічної критичності за гідрографічними районами території України

Основні досягнення і публікації:

    Монографії:

  • Є. К. Гаргер «Вторинний підйом радіоактивного аерозолю в приземному шарі атмосфери».
  • Б. С. Прістер. Проблеми сільськогосподарської радіоекології і радіобіології при забрудненні навколишнього середовища молодою сумішшю продуктів ядерного ділення. – Чорнобиль, 2008. – 318 с.
  • Радіо-біофізичні та медико-гігієнічні наслідки Чорнобильської катастрофи: шляхи пізнання та подолання. Практичний посібник для сімейного лікаря / В. Г. Бебешко, Б. С. Прістер, М. І. Омельянець. – Ужгород: ТДВ «Патент», 2017. – 504 с.
  • Прістер Б. С., Ключников О. О., Шестопалов В. М., Кухар В. П. Проблеми безпеки атомної енергетики. Уроки Чорнобиля.

Ведення сільськогосподарського виробництва на територіях, забруднених внаслідок Чорнобильської катастрофи, у віддалений період (Рекомендації) // За заг. ред. академ. УААН Прістера Б. С. – К.: Атіка, 2007. – 196 с.

Prister, M. Talerko, E. Garger, V. Vinogradskaja, T. Lev «Methodology for long-term radiation monitoring to dose assessment using radiological zoning and modelling of radionuclides migration in environmental and food chains – Countermeasures of Cesium Uptake by Farm Crop sand Livestock», STCU Project 5953. Proceeding of the Final ISTC/STCU Technical Review Committee Meeting of Fukushima Initiative, November 5-6, 2015, Tokyo, Japan.

Т. Д. Лев, Б. С. Пристер, В. Д. Виноградская, О. Г. Тищенко, В. Н. Пискун. Оценка радиоэкологической критичности территории гидрографических районов Украины. GEOINFORMATIKA, 2017, № 2 (62), 44–54.

Можливі напрями співробітництва за такими темами:

1)    Розробка мезомасштабної моделі переносу і осадження на підстильну поверхню радіоактивної домішки та інших токсикантів внаслідок аварій (включаючи пожежі) на радіаційно небезпечних і хімічних промислових об’єктах.

2)    Проведення (за запитом) геоінформаційного аналізу екологічної ситуації, моделювання і статистичної обробки просторових даних з використанням картографічної інформації та атрибутивних даних.

3)    Розробка структури та пропозицій щодо створення геопросторових інформаційних баз даних про забруднення радіонуклідами або іншими токсикантами територій з використанням картографічних програмних пакетів.

4)    Проведення картографічних робіт (за запитом) для радіоекологічного або токсико-екологічного районування території з виділенням критичних (екологічно небезпечних) територій для прийняття рішень про оптимізацію землекористування.

5)    Надання на замовлення набору характерних екстремальних і типових синоптичних ситуацій для території України в форматах *.txt, *.nc, *.grd для проведення сценарних розрахунків за оцінкою атмосферного переносу і осадження забруднюючих речовин від джерел забруднення.

6)    Планування мережі радіоекологічного моніторингу (контролю) агросфери на територіях, що зазнали впливу радіоактивних або небезпечних хімічних речовин.

Цей запис також доступний: English, Russian

Схожі повідомлення