Ядерный МАСИНТ
| Управление интеллектуальным циклом |
|---|
| Управление сбором разведывательной информации |
| МАСИНТ |
Ядерный MASINT является одним из шести основных разделов, общепринятых для создания измерительной и сигнатурной разведки (MASINT), который охватывает измерение и определение характеристик информации, полученной от ядерного излучения и других физических явлений, связанных с ядерным оружием, реакторами, процессами, материалами, устройствами, и удобства. Ядерный мониторинг может осуществляться дистанционно или во время инспекций ядерных объектов на местах. Использование данных приводит к определению характеристик ядерного оружия, реакторов и материалов. Ряд систем обнаруживают и контролируют мир на предмет ядерных взрывов, а также производства ядерных материалов. [1]
По данным Министерства обороны США , MASINT — это технически полученные разведывательные данные (за исключением традиционных изображений IMINT и сигнальной разведки SIGINT ), которые — при сборе, обработке и анализе специальными системами MASINT — приводят к получению разведывательных данных, которые обнаруживают, отслеживают, идентифицируют или описывают сигнатуры (отличительные характеристики) фиксированных или динамических целевых источников. MASINT был признан официальной дисциплиной разведки в 1986 году. [2] Материальная разведка — одна из основных дисциплин MASINT ( FM2-0Ch9 ). .
Как и большинство разделов MASINT, ядерный MASINT пересекается с другими. Радиационное обследование в рамках Nuclear MASINT представляет собой операцию на территории или позволяет измерить воздействие на конкретных людей или предметы. анализ ядерных испытаний С другой стороны, фокусируется на анализе проб воздуха, загрязненных объектов и т. д. в полевых или справочных лабораториях.
Как и во многих отраслях MASINT, конкретные методы могут пересекаться с шестью основными концептуальными дисциплинами MASINT, определенными Центром исследований и исследований MASINT, который делит MASINT на электрооптические, ядерные, геофизические, радиолокационные, материалы и радиочастотные дисциплины. [3]
В частности, существует узкая грань между ядерным MASINT и методами ядерного анализа материалов MASINT. Основное отличие состоит в том, что ядерный MASINT имеет дело с характеристиками ядерных событий в реальном времени, таких как ядерные взрывы, радиоактивные облака в результате аварий или терроризма, а также другие типы радиационных событий. Однако аналитик материалов MASINT, изучающий то же явление, будет иметь представление более на микроуровне, делая такие вещи, как анализ частиц радиоактивных осадков из проб воздуха, загрязнения почвы или радиоактивных газов, выброшенных в атмосферу.
Некоторые ядерные методы MASINT довольно произвольно отнесены к этой субдисциплине. Например, измерение яркости и непрозрачности облака в результате ядерного взрыва обычно считается ядерным MASINT, но методы, используемые для измерения этих параметров, являются электрооптическими. Произвольное различие здесь считает ядерный MASINT более конкретным описанием, чем электрооптический MASINT.
Радиационное обследование и дозиметрия [ править ]
В ядерной войне, после аварий с ядерным оружием и при современной угрозе радиологической войны «грязной бомбы», измерение интенсивности высокоинтенсивного ионизирующего излучения и кумулятивной дозы, полученной персоналом, является критически важной информацией по безопасности.[3]
Функция исследования измеряет тип активного ионизирующего излучения от: [4]
Хотя излучатели альфа-частиц, такие как излучатели из обедненного урана (ОУ) (т.е. урана-238), не представляют опасности на расстоянии, измерения альфа-частиц необходимы для безопасного обращения с пылью от снарядов или поврежденными транспортными средствами с броней из ОУ.
могут следить люди которой Исследование окружающей среды, за
Основным прибором для полевых исследований, который может обнаруживать альфа-частицы, является сцинтилометр , такой как AN/PDR-77, который «должен принимать максимум восемь различных датчиков. Каждый датчик автоматически распознается и имеет уникальную калибровочную информацию, хранящуюся в энергонезависимой памяти». AN/PDR-77 поставляется с тремя зондами: альфа-зондом на основе цинка и серы (ZnS), двумя бета- и/или гамма-зондами с трубкой Гейгера и низкоэнергетическим рентгеновским зондом на основе йодида натрия (NaI). измерить и найти уровни поверхностного загрязнения плутонием и америцием (Am)-241 в мкКи/м2. Доступен комплект принадлежностей, который содержит блинный зонд GM и зонд NaI micro-R размером 1 х 1,5 дюйма. Различные съемные экраны, позволяющие альфа- и бета-частицам достигать датчика».
Для исследования трития используются специальные инструменты. Уровни трития измеряются с помощью AN/PDR-73 или -74. Доступен широкий ассортимент ионизационных камер, пленочных бейджей и термолюминесцентных индивидуальных дозиметров.
«Полевые исследования урана лучше всего проводить путем измерения рентгеновских лучей в диапазоне от 60 до 80 кэВ, испускаемых изотопами и дочерними изотопами урана. Для плутония лучший метод — обнаружить сопутствующий загрязнитель Am-241, который излучает сильное гамма-излучение с энергией 60 кэВ. Зная исходный анализ и возраст оружия, можно точно рассчитать соотношение плутония и америция и таким образом определить общее загрязнение плутонием ( DoD3150.8-M и стр. 221 ) «Многими факторами, которые невозможно контролировать в полевых условиях, можно управлять в мобильной лаборатории, которую можно доставить на место аварии. Обычно возможности включают гамма-спектроскопию, подсчет низкого фона для очень тонких альфа- и бета-излучений. образцы и жидкостные сцинтилляционные счетчики для бета-излучателей чрезвычайно низкой энергии, таких как тритий.
Директива Министерства обороны четко разграничивает то, что обнаружение сложнее, чем измерение, а последнее необходимо для MASINT. "P5.2.2.1. Ядерное излучение нелегко обнаружить. Обнаружение излучения всегда представляет собой многоэтапный, весьма косвенный процесс. Например, в сцинтилляционном детекторе падающее излучение возбуждает флуоресцентный материал, который снимает возбуждение путем испускания фотонов света. Свет фокусируется на фотокатоде фотоумножителя, который запускает электронную лавину. Электронный душ производит электрический импульс, который активирует счетчик, считываемый оператором. Неудивительно, что количественная связь между количеством фактически излучаемого излучения и показаниями. Измеритель представляет собой сложную функцию многих факторов. Поскольку эти факторы можно хорошо контролировать только в лаборатории, только в лабораторных условиях можно проводить истинные измерения». Это может быть полевая лаборатория.
Детекторы на основе полупроводников, особенно сверхчистого германия, имеют лучшее собственное энергетическое разрешение, чем сцинтилляторы, и, где это возможно, предпочтительны для гамма-спектрометрии. В случае детекторов нейтронов высокая эффективность достигается за счет использования сцинтилляционных материалов, богатых водородом, которые эффективно рассеивают нейтроны. Жидкостные сцинтилляционные счетчики являются эффективным и практичным средством количественного определения бета-излучения.
с высоким уровнем радиоактивности Обследование территорий
Некоторые аварии на реакторах привели к чрезвычайно высоким уровням, например, в Чернобыле или в Айдахо SL-1 . В случае Чернобыля многие отважные спасатели и ликвидаторы последствий, некоторые сознательно, а некоторые нет, обрекли себя на гибель. Очень тщательная очистка SL-1 в отдаленной зоне, где оболочка сохраняла целостность, свела опасности к минимуму.
После этих и других инцидентов технология дистанционного управления или автономных транспортных средств улучшилась.
и мониторинг антинейтрино Обнаружение
Значительная часть энергии, вырабатываемой ядерным реактором, теряется в виде чрезвычайно проникающих антинейтрино , характер которых указывает на тип реакций внутри. Таким образом, изучаются детекторы антинейтрино для их обнаружения и мониторинга на расстоянии. [5] Первоначально сдерживаемый нехваткой данных о спектре, в начале 2000-х годов этот процесс с повышенным разрешением был продемонстрирован в Канаде и предлагается как возможно полезный для удаленного мониторинга предлагаемых реакторов в рамках иранской ядерной энергетической программы. [6] [7] [8] [9] Многонациональный нейтринный эксперимент на реакторе Дайя Бэй в Китае в настоящее время (по состоянию на 2016 год) является самым важным в мире исследовательским центром в этой области.
космического Обнаружение базирования ядерной энергии
В 1959 году США начали экспериментировать с ядерными датчиками космического базирования, начиная со спутников VELA HOTEL . Первоначально они предназначались для обнаружения ядерных взрывов в космосе с использованием детекторов рентгеновского, нейтронного и гамма-излучения. К усовершенствованным спутникам VELA добавлены электрооптические устройства MASINT, называемые bhangmeters , которые могут обнаруживать ядерные испытания на Земле, обнаруживая характерный признак ядерных взрывов: двойную световую вспышку с интервалом в миллисекунды. Используя радиочастотные датчики MASINT, спутники также могут обнаруживать сигнатуры электромагнитных импульсов (ЭМИ) от событий на Земле.
Несколько более совершенных спутников заменили ранние VELA, и сегодня эта функция существует как Интегрированная оперативная система обнаружения ядерного оружия (IONDS) в качестве дополнительной функции на спутниках NAVSTAR, используемой для передачи GPS навигационной информации .
Воздействие ионизирующего излучения на материалы [ править ]
Помимо непосредственных биологических эффектов, ионизирующее излучение оказывает структурное воздействие на материалы.
Структурное ослабление
Хотя ядерные реакторы обычно имеют прочные корпуса, не сразу стало понятно, что длительная нейтронная бомбардировка может сделать сталь хрупкой. Когда, например, реакторы бывших советских подводных лодок не проходят полное техническое обслуживание или не выводятся из эксплуатации, существует кумулятивная опасность того, что сталь в защитной оболочке или трубопроводы, которые могут достичь активной зоны, могут потерять прочность и сломаться. Понимание этих эффектов в зависимости от типа и плотности радиации может помочь предсказать, когда плохо обслуживаемые ядерные объекты могут стать на несколько порядков более опасными. [10] «Во время энергетических операций легководных ядерных энергетических реакторов с водой под давлением радиационное охрупчивание приведет к ухудшению определенных механических свойств, важных для поддержания структурной целостности корпуса реактора (КРД). В частности, быстрых нейтронов (E > 1). МэВ) радиационное охрупчивание стали корпуса реактора может привести к нарушению целостности корпуса в экстремальных условиях температуры и давления из-за снижения вязкости разрушения стали. Это так называемое охрупчивание на быстрых нейтронах является сложной функцией Многие факторы, включая флюенс нейтронов, энергетический спектр нейтронов и химический состав стали, также могут иметь значение, такие как скорость флюенса нейтронов, влияние которых не было полностью исследовано из-за очевидных последствий для безопасности. вызванное потенциальным нарушением целостности корпуса реактора, Комиссия по ядерному регулированию США (NRC США) выпустила требования, призванные помочь гарантировать сохранение структурной целостности корпуса реактора». ( ЦИРМС-4 , с. 76) . Однако требования этой цели предполагают, что реактор был построен с учетом строгих факторов безопасности.
Повреждение полупроводников [ править ]
Ионизирующее излучение может разрушить или сбросить полупроводники. Однако существует разница в ущербе, причиняемом ионизирующим излучением и электромагнитным импульсом . Электромагнитный импульс (ЭМИ) MASINT — это дисциплина, дополняющая ядерный MASINT.
Ссылки [ править ]
- ^ Армия США (май 2004 г.). «Глава 9: Измерения и разведка сигналов» . Полевой устав 2-0, Разведка . Департамент армии. ФМ2-0Ч9 . Проверено 3 октября 2007 г.
- ^ Межведомственный вспомогательный персонал OPSEC (IOSS) (май 1996 г.). «Справочник по угрозам оперативной безопасности: Раздел 2, Действия и дисциплины по сбору разведывательной информации» . IOSS Раздел 2 . Проверено 3 октября 2007 г.
- ^ Центр исследований и исследований MASINT. «Центр исследований и исследований МАСИНТ» . Технологический институт ВВС. КМСР. Архивировано из оригинала 7 июля 2007 г. Проверено 3 октября 2007 г.
- ^ Канцелярия помощника министра обороны по программам ядерной, химической и биологической защиты (22 февраля 2005 г.). «Процедуры реагирования на аварии с ядерным оружием (NARP)» (PDF) . DoD3150.8-М. Архивировано из оригинала 22 марта 2011 года . Проверено 3 октября 2007 г.
- ^ «Использование антинейтрино для мониторинга ядерных реакторов» . Physicsworld.com . 12 августа 2014 года . Проверено 1 октября 2016 г.
- ^ Использование антинейтрино для мониторинга ядерных реакторов.
- ^ Детекторы антинейтрино могут сыграть ключевую роль в мониторинге ядерной программы Ирана. Новые виды компактных детекторов антинейтрино могут стать следующей ядерной защитой, спектр IEEE
- ^ Нераспространение и гарантии CANDU: «Хорошая история, которую редко рассказывают», стр. 14
- ^ Обнаружение антинейтрино для нераспространения
- ^ Совет по измерениям и стандартам ионизирующего излучения (декабрь 2004 г.). «Четвертый отчет о потребностях в измерениях и стандартах ионизирующего излучения» (PDF) . ЦИРМС-4. Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2007 г. Проверено 17 октября 2007 г.