КОНТРОЛЬ ЯДЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

КОНТРОЛЬ ЯДЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Контроль ядерных материалов включает контроль за наличием и
перемещением ЯМ; контроль доступа к ЯМ, оборудованию и информации;
наблюдение за ЯМ, проверку санкционированного размещения и
перемещения ЯМ. Цель этой деятельности - обеспечение сохранности и
требуемого порядка в обращении с ЯМ, достоверности знаний о ЯМ [1].
Существуют различные формы контроля ЯМ.
Средства и меры контроля ЯМ на предприятиях
Локализация ядерных материалов
Локализация - это обеспечение контроля ЯМ за счет создания барьеров
на пути к ним. Обычно локализация ЯМ заключается в помещении их внутри
специальных зон. Инженерно-технические средства в этих зонах позволяют
контролировать доступ к ЯМ. Среди таких специальных зон можно выделить
два вида: охраняемые зоны и зоны доступа к материалу (ЗДМ).
Охраняемые зоны. Охраняемой зоной может быть: защищенная,
внутренняя и особо важная зоны. Охраняемые зоны имеют барьеры для
задержки проникновения на территорию зоны (защищенный периметр). В
качестве барьеров могут рассматриваться ограждения, строительные
конструкции и др. Каждая охраняемая зона имеет контрольно-пропускной
пункт и оборудуется средствами контроля доступа на ее территорию.
Согласно правилам физической защиты ЯМ и ядерных установок:
• ЯМ 1 и 2 категорий должны использоваться и храниться во
внутренней или особо важной зонах;
• ядерные установки должны размещаться во внутренней или особо
важной зонах;
• ЯМ третьей категории - в любой охраняемой зоне.
На рис. 1 приведен пример размещения зон локализации ЯМ различной
категории.
Зоны локализации ядерных материалов: 1, 2, 3, 4 - технологические
участки
Зоны доступа к материалу. К зонам доступа к материалу относятся
технологические участки и зоны хранения ЯМ.
Технологический участок - область, где ядерные материалы
подвергаются физическим и химическим изменениям. На технологических
участках происходит большинство количественных изменений ЯМ. В связи с
непосредственным доступом к ядерным материалам на технологических
участках вводятся специальные меры безопасности. В том числе, нахождение
на технологическом участке разрешается только персоналу, участвующему в
проведении процесса. Количество материала на участке ограничивается, как
правило, величиной, необходимой для нормальной работы в течение одного
дня. На технологическом участке ведутся журналы доступа с регистрацией
всех, кто имел доступ на участок. Это дает отправную точку для
расследования аномалий. Во время отсутствия персонала действует система
обнаружения вторжения на участок.
Помимо мер безопасности важно также, чтобы на технологических
участках существовала возможность надежного контроля ЯМ, в том числе, за
счет локализации материалов.
Локализация ЯМ на технологических участках заключается в
нахождении ЯМ в оборудовании, трубопроводах, перчаточных боксах,
сейфах, контейнерах. Таким образом, во время технологического процесса
материал находится в этих элементах установок, что препятствует легкому
его изъятию несанкционированным образом. На рис. 2.1 (часть II глава 2)
показаны технологические участки предприятия по производству
низкообогащенного топлива. На каждом из участков ядерный материал
локализован в оборудовании, сейфах, контейнерах. Контейнеры для хранения
ЯМ широко используются и обеспечивают эффективную локализацию
материалов в балк-форме (рис. 10.2). На практике используют контейнеры
различных типов: цилиндрические металлические бочки; банки; сборки,
упаковки; баки; емкости и пр.
Рис.2. Локализация ЯМ в контейнере
Сейфы, хранилища и контейнеры держатся закрытыми на замок, если
не находятся под прямым наблюдением уполномоченного лица.
Минимальное число сотрудников имеют доступ к материалам,
содержащимся в них. Коды замков меняются при изменении ситуации с ЯМ
на участке. Например, при первоначальном получении контейнера, при
переходе на другую работу или увольнении кого-либо из сотрудников,
знающих код.
Важно также отметить, что меры ядерной безопасности, являющиеся
первоочередными на любом технологическом участке с ЯМ, направлены
одновременно на локализацию ядерных материалов и, тем самым,
способствуют улучшению условий контроля ЯМ.
Локализация в зонах хранения. Ядерные материалы могут храниться
в зонах хранения на установке или в пунктах хранения ЯМ вне установки.
Пункт хранения ЯМ является отдельным стационарным объектом. На рис. 3
показан пример локализации ЯМ в хранилище.
Рис. 3. Пример хранилища ЯМ: А - стеллажи для контейнеров; Б сейфы для ЯМ
Нахождение материалов в хранилищах - это оптимальный метод
контроля ЯМ. Основные структурные элементы хранилища (пол, стены,
крыша и двери) отвечают повышенным критериям для локализации
материалов. В том числе пол, потолок, крыша и стены выполняются из
железобетона, а их толщина составляет не менее 20 см. Любые отверстия в
хранилищах,
допускающие
несанкционированное
проникновение,
оснащаются барьерами. В помещениях хранилищ запрещается переработка
материалов и проведение работ, не связанных с хранением ЯМ (например,
экспериментов с ЯМ). Запрещается также прокладывать пути к другим
эксплуатационным зонам через хранилища.
Средства контроля доступа к ядерным материалам
Принципиальная особенность современных систем учета и контроля максимальное использование средств контроля доступа. В основе систем
учета и контроля ядерных материалов во всех развитых странах, в том числе и
у нас, лежит принцип измеряемого материального баланса. И при этом
порядок измерения наличных ядерных материалов - это, по сути, серьезный
физический эксперимент. Однако этого мало. Сами измерения ядерных
материалов – процедура относительно длительная и небезопасная (особенно,
если речь идет о плутонии). Поэтому, все усилия предпринимаются к тому,
чтобы свести измерения ядерных материалов к необходимому минимуму. А
непрерывность знаний относительно состояния ядерных материалов
обеспечивается за счет применения средств контроля доступа (СКД) к ЯМ.
СКД включают два класса мер: по наблюдению и по сохранению.
Наблюдение. Самое простое и часто применяемое - визуальное
наблюдение. Это непрерывное присутствие определенного количества лиц.
При работе с ядерными материалами используется правило двух лиц.
Наиболее важные операции с ядерными материалами производятся не менее
чем двумя людьми. При работе с оружейными материалами может
применяться правило трех человек.
Электронно-оптическое
наблюдение
в
виде
телевизионного
мониторинга нашло широкое применение во многих странах для контроля
ЯМ. На рис. 4 приведен вариант размещения камер оптического наблюдения
за отработавшим топливом, находящимся в бассейне выдержки.
Рис. 4. Вариант размещения камер телевизионного наблюдения за
отработавшим топливом, находящимся в бассейне выдержки
Оптическое наблюдение за ЯМ многие годы успешно используется в
международных гарантиях. МАГАТЭ применяет оптический мониторинг для
контроля перемещений ЯМ, наблюдения за облученным топливом в
хранилищах и других случаях. До 1988 г. в Международном агентстве
использовалось фотонаблюдение (система MINOLTA). С 1988 г. произведена
замена фотосистем на значительно более эффективные видеосистемы.
Меры сохранения. Меры сохранения обеспечивают непрерывность
знания о ЯМ, находящихся в покое. Сохранение - это, прежде всего,
использование
разного
рода
датчиков,
регистрирующих
несанкционированный доступ (УИВ), или реагирующих на изменение
состояния и положения ядерных материалов (гибридные методы сохранения
ЯМ). Например, при сдвиге контейнера соответствующий сенсор дает сообщение,
что контейнер сдвинут.
УИВ - это пломбы и печати различного типа.
Роль пломб и печатей заключается в обнаружении несанкционированного
доступа к ЯМ (пломбируются контейнеры, упаковки из делий, двери и т.д.).
Эффективность действия пломб и печатей характеризуется тремя
следующими свойствами:
• слабостью, т.е. пломбы легко могут быть разрушены, тем самым, являясь
средствами упреждения несанкционированных дей ствий с ЯМ;
• указателем вмешательства, т.е. при разрушении пломбы ее трудно
восстановить, не оставляя следов вмешательства;
• уникальностью, т.е. пломбы (так же, как и печати) должны обладать
неповторяющимися идентификационными признаками (желательно скрытыми).
Клеящиеся пломбы (печати). Такие пломбы содержат бумажную,
виниловую или лавсановую подложку с нанесенным на нее с внутренней
стороны клеящим составом. Клеящие пломбы могут содержать один или
более слоев подложки.
Бумажная и виниловая клеящие пломбы имеют однослойную подложку.
После установки эти пломбы трудно снять не оставляя следов вмешательства,
так как:
• бумажные пломбы выполнены на рисовой бумаге, и при по пытке их
снять очень легко разрушаются;
• на виниловых пломбах делаются поперечные надрезы по всей длине
подложки, что сильно затрудняет снятие пломбы без обрывов.
Лавсановая пломба содержит прозрачный внешний слой и цвет ной
металлизированный внутренний слой. На внутреннем слое находятся рисунок
и порядковый номер. На цветной слой подложки лавсановой пломбы со
стороны нанесения клея предварительно печатается по всей длине подложки
признак нарушения целостности пломбы (например, слова «Void недействительная», «Open -вскрыта»). При снятии пломбы этот признак
появляется на поверхности контейнера, а растянутая цветная подложка не
совпадает с оставшимся изображением на контейнере.
Клеящие пломбы используются для опломбирования контейнеров с
ЯМ.
Гибридные методы сохранения
К методам контроля доступа относятся также гибридные методы, которые
разработаны в США и стали применяться, в том числе, у нас в стране. Это
методы запоминания гамма-образов. Под контейнер, в котором находится
ЯМ (например, высокообогащенный уран), помещают датчик, непрерывно
регистрирующий гамма-излучение. Спектр гамма-излучения далее поступает
в компьютер и сравнивается с эталонным, т.е. со спектром, который был
зафиксирован при постановке материала под контроль. Если сравнение не
подтверждает идентичность спектров, включается сигнал тревоги. Это использование технологии гамма-образов, которое также обеспечивает
достоверность знаний по состоянию ядерных мате риалов.
Ежедневный административный контроль ядерных материалов
Материально-ответственные лица и администрация установки
осуществляют контроль ЯМ, так как они несут ответственность за
сохранность ЯМ (в соответствии с основными правилами по учету и
контролю ЯМ). Административный контроль выражается в систематических
проверках, производимых МОЛ либо уполномоченными администрацией
предприятия лицами, с целью проверки наличия ЯМ или оперативного
выявления на рабочих местах аномалий и нарушений правил обращения с
ЯМ, учета и контроля ЯМ. В рамках этой формы контроля проверяется
размещение ЯМ в санкционированных местах, все устройства индикации
вмешательства, охранная сигнализация и др.
2. Внутригосударственный и международный контроль ЯМ
Деятельность Ростехнадзора РФ
У нас в стране государственный контроль осуществляет специальная
организация - Ростехнадзор России. Функции этой организации очень
широкие. Деятельность Ростехнадзора регламентируется законом об
использовании атомной энергии. В соответствии с этим законом
Ростехнадзор уполномочен:
•
разрабатывать федеральные нормы и правила;
•
лицензировать деятельность организаций по использованию
ЯМ;
• осуществлять надзор за соблюдением правил по учету и контролю ЯМ
в организациях;
• осуществлять надзор за ядерной, радиационной, технической и
пожарной безопасностью.
Среди этих функций важное место занимает осуществление надзора за
учетом и контролем ЯМ в организациях. Инспекторы Ростехнадзора
проверяют всю документацию по ЯМ в каждой ЗБМ предприятия, проводят
собственные подтверждающие измерения и делают заключение о состоянии
учета ЯМ на предприятии. Надзорная деятельность Ростехнадзора охватывает
все предприятия и организации России, имеющие в своем распоряжении
ядерные материалы (за исключением организаций Министерства обороны
РФ).
Международный контроль ядерных материалов
Проблему ядерного нераспространения на международном уровне призван
решать международный контроль. Основой для осуществления международного
контроля ЯМ служит Договор о нераспространении ядерного оружия, к которому
присоединились практически все страны мира.