Значения Р_г и Р_и соответствуют расположению измерительного прибора (датчика) на расстоянии l₀ = 10 см над поверхностью грунта или над источником (без экранирования).

Если грунты загрязнены равномерно или локальный источник находится на поверхности грунта, то измерение МЭД над поверхностью грунта обеспечивает однозначную достоверность сортировки (в пределах погрешности технических средств измерения). Таким образом, вопрос достоверности сортировки сводится к выявлению более интенсивных локальных источников, которые находятся под слоем грунта.

Предлагаются критерии достоверности сортировки, основанные на требованиях по ограничению текущего и потенциального облучения персонала, который в будущем будет выполнять работы с грунтами при их повторном использовании:

— доза текущего облучения при возможном обнаружении локальных источников должна давать малый вклад в годовую дозу облучения;

— высокоактивные источники должны быть практически гарантированно извлечены. Проанализирован вариант сортировки, основанный на измерении картограммы МЭД на поверхности грунта и ограничении толщины слоя одновременно извлекаемого грунта.

Проведен анализ зависимости вероятности обнаружения локальных источников от изменения шага измерения МЭД R, толщины слоя снимаемого грунта H и порогового значения МЭД датчика P_max (см. рис. 1).

Показания датчика составляют P = Р_г + Р'_и , где Р'_и меньше Р_и за счет увеличения расстояния (l > l₀) и экранирования слоем грунта. Идентификация источника происходит, когда показания датчика превышают граничное (пороговое) значение P_max, т. е. при Р_г + Р'_и > P_max, или Р' > P_max − Р_г.

Таким образом, при заданных величинах Р_г и Р_и достоверность сортировки на первом этапе извлечения грунта зависит от порога сортировки P_max, шага измерения картограммы МЭД R и толщины извлекаемого слоя грунта H.

В качестве базового варианта рассматривали грунты со степенью загрязнения в диапазоне от 10 до 30 мР/ч (и грунты со средним значением Р_г = 20 мР/ч) и локальные источники со значениями Р, равными 50, 100, 200, 500 и 1 000 мР/ч.

Достоверность сортировки анализировали при различных значениях P_max и комбинациях параметров R и H. Далее на основе анализа были выбраны оптимизированные значения R и H.

В качестве показателя эффективности обнаружения локальных источников рассматривали объем грунта V₀ , в котором обнаруживается локальный источник при выполнении измерения МЭД в одной точке (контролируемый объем — см. рис. 1). Как указано выше, источник определяется при условии P_и  > P_max − P_г . Для оценки V₀ при помощи программы MicroShield v 5.01 были выполнены расчеты координат расположения источника в грунте при условии P > P_max − P_г.

Расчеты показали, что в качестве оптимизированного значения можно принять P_max = 25 мР/ч.

С одной стороны, при этом объем V₀ увеличивается в 2–3 раза по сравнению со значением P_max = 30 мР/ч, которое соответствует верхней границе диапазона 10–30 мР/ч. С другой стороны, в более загрязненную категорию будет переведено всего 25 % грунта. В общем, это не так много и приемлемо.

Далее анализ зависимости достоверности сортировки от параметров R и H выполнен для значения Р_г = 20 мР/ч и оптимизированного значения P_max = 25 мР/ч.

В таблице и на рис. 2 приведены результаты оценок вероятности «необнаружения» локальных источников.

Вероятность «необнаружения» локального источника W в зависимости от Р_и , R и Н

Рис. 2. Вероятность «необнаружения» локальных источников в зависимости от Р_и, R и H

Согласно приведенным оценкам, при шаге измерения R = 1 м вероятность «необнаружения» источника W > 0,1 даже для минимального значения толщины слоя грунта H = 0,1 м, т. е. условие гарантированного выявления высокоактивных локальных источников с Р_и ≥  1 000 мР/ч не выполняется. Таким образом, шаг измерения R = 1 м чрезмерно велик.

При шаге измерения R = 0,5 м для источников с P ≥ 1 000 мР/ч (высокоактивньгх) вероятность W = 0, т. е. практически гарантируется их обнаружение. Для источников с P_u < 1 000 мР/ч вероятность W < 10⁻² для большей части диапазона значений Р_и при H, равном 0,1 и 0,2 м. Однако при H = 0,3 м вероятность W практически во всем диапазоне значений P_u превышает 10⁻². При W < 10² обнаружение интенсивных локальных источников будет редким событием и, соответственно, дозы облучения персонала при возможном их обнаружении будут малы.

Из приведенного выше анализа следует, что шаг измерения R должен быть не более 0,5 м, а толщина H снимаемого слоя грунта не более 0,2 м.

После измерения картограммы МЭД и извлечения выявленных локальных источников грунт перевозят на специально оборудованную площадку, где складируют до использования для обратной засыпки. На площадке грунт разравнивают до толщины слоя H не более 0,2 м и проводят измерения картограммы МЭД с шагом измерения R = 0,5 м. В случае обнаружения локальных источников со значениями МЭД больше установленных критериев, источники извлекают.

Вероятность «необнаружения» локальных источников в результате двух этапов измерения картограммы МЭД (до извлечения грунта и на площадке) равна W².

Итак, сортировка грунтов с достаточной достоверностью может быть выполнена следующим образом. Перед извлечением грунтов измеряют картограммы МЭД участка с шагом измерения не больше 0,5 м. Слой снимаемого грунта не должен превышать 0,2 м. Более интенсивные источники извлекают до снятия слоя грунта. После размещения на специальной площадке грунт разравнивают до толщины слоя не более 0,2 м и снова проводят измерения картограммы МЭД с шагом не более 0,5 м.

Грунты, в которых более интенсивные источники встречаются часто, целесообразно отправлять на захоронение без сортировки, поскольку технологические процедуры извлечения локальных источников сложны и занимают много времени.