Материал: Обеспечение безопасности при обращении с ядерными материалами в хранилище свежего топлива

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) расположен на входе МКА и производит основной анализ амплитуды импульсов. На вход АЦП подается аналоговый импульс напряжения от главного усилителя; на его выходе появляется двоичное число, которое пропорционально амплитуде входного импульса.

АЦП сортирует выходные импульсы усилителя в соответствии с уровнем их напряжения, который пропорционален энергии, потерянной гамма-квантом в детекторе. Подобно соотношению между напряжением импульса и энергией гамма-кванта отношение между номером канала и энергией гамма-кванта приблизительно линейно.

Поскольку предусилители, усилители и аналогово-цифровые преобразователи не являются абсолютно линейными устройствами, соотношение между энергией и номером канала, не является точным. Однако при хорошем оборудовании энергия гамма-излучения может быть измерена с точностью до десятых долей кэВ, предполагая линейную зависимость. Линейность АЦП обычно определяется двумя величинами: интегральной и дифференциальной нелинейностями. Интегральная нелинейность характеризуется слабой кривизной в соотношении между энергией и номером канала; дифференциальная нелинейность определяется изменением в ширине канала. В данной работе использовался МКА InSpector 2000, который рассмотрен далее.

2.2.4 InSpector 2000

InSpector 2000 является высокопроизводительной портативной спектрометрической рабочей станцией, построенной на основе цифровых процессоров сигнала (ЦПС). В сочетании с ОЧГ, NaI и Cd(Zn)Te детекторами InSpector 2000 обеспечивает решение любых задач, включая оценку состояния окружающей среды, обеспечение ядерной безопасности, дезактивацию и снятие объектов с эксплуатации, мониторинг технологических процессов. Такие параметры прибора, как максимальная загрузка, разрешение, температурная стабильность находятся на уровне, соответствующем лабораторным системам самого высокого класса.

Сердцем InSpector 2000 является подсистема Цифрового Процессора Сигнала. Разрешение и объем памяти InSpector 2000 составляют 16 каналов. Это особенно полезно в тех случаях, когда приходится работать с широким диапазоном энергий.

Помимо уникальных спектрометрических характеристик, InSpector 2000 предоставляет оператору ряд дополнительных возможностей, облегчающих проведение полевых измерений и способствующих повышению эффективности работы.

Обладая весом 1,3 кг, что составляет менее половины веса аналогичных устройств предыдущего поколения, прибор устанавливает стандарт для полнофункциональных многоканальных анализаторов.

Для облегчения настройки компенсатора полюс/ноль в InSpector 2000 реализован Мастер на стройки полюс/ноль (МПН). МПН позволяет оператору подстраивать цепь компенсации      полюс/ноль, в то время как логические схемы InSpector 2000 анализируют и отображают количество перекомпенсированных и недокомпенсированных импульсов.

Диапазон и полярность выходного напряжения определяется встраиваемыми программируемыми модулями: от +10 до +1300 В, от +1300 до +5000 В и от -10 до -5000 В. Тип модуля определяется встроенной программой прибора и отображается в управляющей программе на компьютере. Нижний предел диапазона 5000 В программном устанавливается равным 1300 В.

2.2.5 Обзор Genie 2000

Genie 2000 содержит полный набор программных средств для набора и обработки спектров с многоканальных анализаторов (МКА). Она включает в себя функции управления МКА, отображения спектра и выполнения над ним ряда операций, базовые функции обработки спектра и создания отчета. Дополнительно можно установить приложения, позволяющие осуществлять полный анализ спектра при альфа- и гамма-спектрометрии, выполнять контроль качества, автоматизировать систему.

Структурная схема архитектуры Genie 2000 приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Структурная схема архитектуры Genie 2000

Ядром системы Genie 2000 является модуль, называемый виртуальным диспетчером данных или VDM (Virtual Data Manager). VDM управляет всеми информационными потоками внутри системы. Он отвечает как за связь между файлами данных и МКА, так и за представление информации из них в формате, воспринимаемом другими уровнями программного обеспечения. Таким образом, VDM позволяет оператору работать с любыми спектрами - и из файла данных, и с одного из примерно 10 различных МКА, поддерживаемых системой, - при помощи логически организованного интерфейса пользователя, обеспечивающего управление отображением и анализом. VDM и подключенные к нему драйверы устройств обеспечивают соединение низкого уровня с МКА, а также передачу данных от МКА в файлы данных.

Связь VDM с другими уровнями программного обеспечения осуществляется через уровень взаимодействия процессов (или IPC - Inter Process Communication). IPC может работать как на автономном компьютере, так и в сети. Таким образом, аппаратура МКА, подключенная к виртуальному диспетчеру данных одного из компьютеров, становится доступной для управления, отображения или регулировки с любого компьютера сети.

Следующие уровни - это вычислительные модули. Они представляют собой небольшие модульные программы, выполняющие определенные базовые функции, такие как запуск/остановка набора, передача спектра из МКА на диск, поиск пиков и т.д.

Связывание модулей в единое целое может выполняться в одном из двух совершенно разных режимов интерфейса пользователя - в диалоговом режиме (или интерактивной среде) и в среде пакетных процедур. Интерактивная (диалоговая) среда предназначена для управления всеми функциями системы вручную. Она реализована в виде окна набора и обработки спектра. Окно содержит ниспадающие меню, панель инструментов, страницы состояния, окно отчетов и окно спектра и позволяет оператору выполнять практически любую функцию. Команды управления набором, анализа, манипуляций со спектром выполняются вручную и в любой момент доступны оператору.

Однако многие лабораторные исследования состоят в основном из рутинных, повторяющихся операций, в которых задействован персонал с меньшим уровнем подготовки - не научные сотрудники или радиохимики, а лаборанты, умеющие выполнять измерения образцов при помощи заданных процедур. Именно для таких пользователей и предназначена среда пакетных процедур, предоставляющая оператору инструкцию по поэтапному выполнению измерений образцов и других операций. Кроме этого, в среде пакетных процедур предусмотрена встроенная система защиты, ограничивающая доступ недостаточно квалифицированных операторов к ряду функций.

3. Оснащение внутренней, особо важной зоны комплексом инженерно-технических средств физической защиты

.1 Оснащение внутренней, особо важной зоны инженерными средствами физической защиты

На охраняемом объекте инженерные средства физической защиты предназначены для:

-   обозначения на местности элементов системы охраны объекта;

-   фиксации признаков проникновения нарушителя на объект (с объекта) или в охраняемое помещение;

-   затруднения продвижения нарушителя на объект (с объекта);

-   создания условий для передвижения сил охраны по объекту, защиты их от внешних воздействий, в том числе внезапного нападения и поражения огнем стрелкового оружия, а также ведения огня с целью поражения нарушителя.

На данном объекте присутствует внутренняя и особо важная зона, которые оборудованы средствами обнаружения, таким образом, чтобы границы участков охраняемых зон были недоступны для наблюдения. Все участки периметра доступны для наблюдения персоналом СФЗ. Граница внутренней и особо важной зон оборудованы:

системой контроля и управления доступом (СКУД);

охранной сигнализацией (ОС);

аппаратурой СОЭН;

СО (стационарными или переносными) проноса ЯМ, ВВ и металлических предметов;

рабочим и аварийным охранным освещением;

средствами ТВС [1].

Оснащение внутренней и особо важной зоны КИТСФЗ показано на рисунке 5

Рисунок 5 - Оснащение внутренней и особо важной зоны КИТСФЗ

На АЭС действуют пропускной и внутриобъектовый режимы. Пропускной режим на станции устанавливается директором совместно с командиром воинской части на основании требований руководящих документов внутренних войск и типового положения о пропускном режиме на АЭС. В целях обеспечения надлежащего пропускного режима на АЭС оборудуются КПП для пропуска сотрудников, досмотра и пропуска автомобильного и железнодорожного транспорта. Кроме того, проводятся мероприятия, исключающие доступ посторонних лиц через запретную зону, магистральные тоннели и кабельные переходы, запасные, вспомогательные входы и т. д. Защита используемых на АЭС пропусков постоянно совершенствуется от подделки, печати и шифры имеют скрытые отличительные особенности.

Проводится также досмотр работников и посетителей АЭС. Порядок досмотра разрабатывается администрацией АЭС. Внутриобъектовый режим на атомной станции устанавливается директором и должен обеспечивать предотвращение преднамеренного или неосторожного вывода из строя объекта, оборудования, коммуникаций АЭС, бесконтрольного использования ядерных материалов и т. д. Контроль за соблюдением установленного внутриобъектового режима возлагается на администрацию станции.

Для предотвращения проникновения посторонних лиц на территорию, преднамеренного или неосторожного вывода из строя технологического оборудования АЭС, бесконтрольного использования радиоактивных материалов вводится режим специальной безопасности (РСБ). Это комплекс мероприятий, правил и норм, направленных на предотвращение преднамеренного или неосторожного вывода из строя (повреждения, разрушения) АЭС, а также бесконтрольного использования радиоактивных материалов. РСБ предусматривает предотвращение противоправных с точки зрения такой безопасности действий отдельных лиц или групп из числа персонала объекта, его посетителей, населения или других посторонних лиц.

ЛКПП и ЖДКПП оборудуются средствами охранного телевидения и двумя рубежами средств охранной сигнализации, основанных на различных физических принципах действия. Все входы в помещение КПП, а также управляемые преграждающие конструкции оборудуются замковыми устройствами и средствами охранной сигнализации, которые выдают сигнал срабатывания при попытке преодоления нарушителем этих конструкций путем их вскрытия и разрушения.

Двери и ворота, использованные для организации шлюзов равнопрочны стенам, составляющим границу ОВЗ, и оснащены электромеханическими замками, управляемыми дистанционно с ЦПУ.

Средствами СКУД на данном объекте были оборудованы пропускные устройства шлюзового типа на основных проходах в ВЗ, ОВЗ, а также проход в хранилище ОЯТ. В качестве считывателей были выбраны комбинированные считыватели, посредством которых проводится идентификации по нескольким признакам (кодонаборное устройство, считыватель карт), а также биометрические считыватели. Также пропускные устройства шлюзового типа были оборудованы устройствами досмотра: обнаружителями радиоактивных, взрывчатых веществ, металлических предметов и других запрещенных предметов.

Средствами СОЭН производится наблюдение на территории ВЗ и точками прохода в нее. Видеокамеры установлены в физическом зале ВЗ, в ОВЗ в хранилище свежих ОТВС и внутри пропускных устройств шлюзового типа. Их расположение было выбрано таким образом, чтобы производить наиболее полный визуальный контроль над территорией ОВЗ и точками прохода, которыми являются двери и ворота.

Система охранной сигнализации предназначена для обнаружения попыток и (или) фактов проникновения в охраняемые зоны и информирования о данных событиях персонала физической защиты для осуществления ими соответствующих адекватных действий.

В данном случае средствами СОС в ОВЗ оборудованы:

-       хранилище ОЯТ;

-       железнодорожный шлюз.

Для контроля объема помещения ОВЗ были использованы такие средства обнаружения как объемные извещатели. Для контроля состояния и целостности дверей и ворот в ОВЗ они были оснащены магнитоконтактными извещателями.

Для экстренного вызова групп оперативного реагирования подразделений охраны предназначена ТВС, выдачи сигнала о работе «по принуждению». В данном случае средства ТВС установлены внутри железнодорожного шлюза на стене и в смотровой яме, и возле внутренней двери, ведущей внутрь шлюза людского КПП. Их расположение позволяет быстро послать сигнал тревоги в случае обнаружения попытки совершения НСД в ОВЗ.

3.2 Результаты гамма-спектрометрического анализа

Учет ядерных материалов основывается, прежде всего, на их количественных измерениях. Одним из самых информативных методов измерения ядерных материалов является гамма-спектрометрия. Это обусловлено наличием следующих факторов: