3. Структура показателей состояния системы учёта и контроля ядерных материалов

Аргументы функциональной зависимости (2) могут быть охарактеризованы следующей совокупностью обобщённых показателей.

1. Показатель качества (К₁) системы измерений и материально-технической базы организации;

2. Показатель (К₂), характеризующий качество организации системы учёта и контроля ядерных материалов в организации;

3. Показатель (К₃), характеризующий качество подготовки и уровень готовности персонала, осуществляющего учёт и контроль ядерных материалов в организации;

Данная совокупность показателей может быть объединена в интегральный показатель на основе следующей математической зависимости:

(3)

где К_i - i-ый обобщенный показатель;

а_i - коэффициент веса i-го показателя.

Каждый обобщенный показатель данной совокупности в свою очередь можно охарактеризовать определенным набором частных показателей - К_ijkt.

3.1 Определение показателя качества измерений в системе учёта и контроля ядерных материалов организации.

Система измерений ЯМ организации должна обеспечить на основе выполняемых учетных и подтверждающих измерений получение данных о:

• количестве, элементном и изотопном составе ЯМ, находящихся, производимых, получаемых или отправляемых из ЗБМ организации;

• фактическом наличии ЯМ в ЗБМ по результатам физических инвентаризаций и проверок;

• погрешностях (случайной и систематической) каждой измеряемой величины (массы, концентрации, объема и т. д.) в ключевых точках измерений ядерных материалов.

На основе этих данных проводится учет ядерных материалов в зонах баланса материалов организации, определяется инвентаризационная разница между учетным и фактически наличным количествами ядерного материала и выполняется ее сравнение с критериями обнаружения аномалий.

Система измерений должна организовываться в соответствии со следующими требованиями:

• организация и функционирование системы измерений ЯМ в целях учета и контроля должны осуществляться на основе нормативно-технических документов;

• система измерений ЯМ должна быть направлена на обеспечение и поддержание единства измерений на различных уровнях: федеральном, ведомственном, эксплуатирующей организации;

• система измерений должна гарантировать выполнение измерений ЯМ с требуемой точностью;

• в организациях должна быть разработана программа измерений, включающая в себя перечни ЗБМ, КТИ, методик выполнения измерений, средств измерений, процедур пробоотбора, применяемых стандартных образцов, а также сведения о периодичности проведения измерений, показатели требуемой и достигнутой точности, сроки и форму представления результатов измерений;

• методики и средства выполнения измерений, стандартные образцы должны быть метрологически аттестованы, испытаны и поверены в соответствии с действующей нормативной документацией;

• в организации должна быть разработана и внедрена программа контроля качества измерений;

• на ведомственном и государственном уровне должен осуществляться метрологический контроль и надзор за качеством измерений в организациях путем: аттестации измерительных лабораторий, аккредитации метрологических служб, межлабораторных сверок результатов измерений.

Таким образом, для оценки показателя качества (К₁) измерений в СУ и К ЯМ организации, необходимо рассмотреть два аспекта – наличие измерительной базы и качество измерений, которое определяется их погрешностью. Показатель, характеризующий наличие системы измерений (К₁₁) определяется исходя из перечня необходимых измерений для обеспечения заданной точности, а в первую очередь, из необходимых для этой цели приборов и образцов. Вновь разрабатываемые средства измерения, включенные в "Номенклатуру оборудования, изделий и технологий для ядерных установок, радиационных источников и пунктов хранения, подлежащих обязательной сертификации в системе сертификации оборудования, изделий и технологий для ядерных установок, радиационных источников и пунктов хранения" (утверждена Минатомом России, Федеральным надзором России по ядерной и радиационной безопасности и Государственным комитетом РФ по стандартизации и метрологии, введена в действие с 15.09.2000 приказом Минатома России) подлежат обязательной сертификации в системе сертификации ОИТ. Средства измерения должны быть испытаны и утверждены в соответствии с ПР50.2.009.-94 ГСИ “Порядок проведения испытаний и утверждение типа средств измерений” и внесены в Государственный реестр. Допускается использование специальных (нестандартных) средств измерения, разработанных, изготовленных и прошедших метрологическую аттестацию и калибровку (поверку). Аттестацию специальных СИ допускается проводить одновременно с аттестацией МВИ в соответствии с ОСТ 95 10430. В организации от изготовителя поступают уже обычно аттестованные СИ. Выбор и аттестация каждой системы измерений, включая стандарты, должны быть оценены организацией, чтобы гарантировать правильность измерения материалов. Эксперты должны определить, были ли измерения выполнены с использованием аттестованных и утвержденных методик и технических средств измерения. В комплект средств измерения должна входить следующая эксплуатационная документация, разработанная в соответствии с ГОСТ 2.601:

• руководство по эксплуатации;

• инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке измерительного прибора;

• паспорт.

В эксплуатационной документации, поставляемой со средствами измерений, должна содержаться следующая информация:

• наименование и номер стандарта, требованиям которого должно соответствовать средство измерения;

• основные сведения, технические данные и потребительские свойства;

• правила и условия эффективного и безопасного использования, хранения, транспортировки и утилизации;

• ресурс, срок службы и сведения о необходимых действиях потребителя по истечении срока;

• гарантии изготовителя (поставщика);

• сведения о сертификации (при наличии);

• сведения о приемке.

Находящиеся в эксплуатации средства измерения должны быть калиброваны или поверены, что находится в компетенции главного метролога организации. Калибровку и поверку средств измерения в организациях проводят метрологические службы организаций, аккредитованные на этот вид деятельности. В том случае, если метрологическая служба организации не аккредитована на право калибровки СИ, проводят поверку СИ. После проведения калибровки (поверки) средства измерения метрологическая служба оформляет свидетельство о калибровке (поверке) и ставит клеймо. Таким образом, показатель, характеризующий наличие системы измерений (К₁₁) можно определить по формуле:

, (4)

где n₁₁ – количество измерительной техники, приборов и материально-технических средств из перечня необходимой;

– необходимое число измерительных приборов и техники для обеспечения выполнения системой поставленных задач.

Поскольку качество системы измерений в первую очередь определяется погрешностью измерений, то показатель К₁₂ можно определить, зная максимальную погрешность измерений по формуле:

К₁₂=1-_max, (5)

где _max – максимальная погрешность измерения при доверительной вероятности 0,95.

В настоящее время в организациях применяются различные методы и средства анализа ЯМ. Различают разрушающие и неразрушающие методы анализа, которые ранее использовались в основном для проверки качества готовой продукции и выполнения технологического регламента производства. Часть этих методов и средств анализа может быть использована в системе измерений СГУК.

Разрушающий анализ – это анализ ядерного материала, для которого требуется отбор проб и при котором изменяется физическая форма пробы.

Неразрушающий анализ – это анализ ядерного материала без изменения его физической и химической формы.

Перечень основных действующих в Минатоме России разрушающих методов анализа и их метрологические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Разрушающие методы анализа.

Методика	Область применения	Погрешность при доверительной вероятности 0.95, %
Гравиметрия	Сплавы, соединения и растворы урана. Чистые соединения и растворы плутония и нептуния (используется как арбитражный)	0,05-0,5
Титрометрия	Содержание урана в оксидах, сплавах, растворах, концентратах. Анализ металлического нептуния, его оксидов, солей.	0,3-2
Кулонометрия	Содержание урана, плутония, нептуния в солях и оксидах. Содержание урана в конечных продуктах.	0,2-0,6
Спектрофотометрия	Содержание урана, плутония, нептуния в растворах.	0,2-1
Экстракционная хроматография	Содержание урана в рафинатах и жидких отходах.	5-10
Экстракционная хроматография с изотопным разбавлением и гамма-спектрометрическим окончанием	Содержание нептуния в растворах плутония.	6-30
Масс-спектрометрия: -Термоионизационная -Метод изотопного разбавления	Изотопный состав металлического урана и плутония и их соединений. Содержание урана и плутония в различных материалах и растворах.	0,05-0,2 1-1,5
Альфа-спектрометрия	Массовые доли U-232 и U-234 в уране, Pu-238 и Pu-236 в плутонии	3-5 (U-234, Pu-238) 10-25 (U-232. Pu-236)

Неразрушающие методы анализа, основанные на регистрации рентгеновского, гамма - и нейтронного излучения, благодаря высокой проникающей способности излучений могут широко использоваться для анализа ядерных материалов различного типа. Перечень основных неразрушающих методов анализа и их метрологические характеристики представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Неразрушающие методы анализа.

Методика	Область применения	Погрешность при доверительной вероятности 0.95, %
Гамма-спектрометрия: Сцинтилляционная Полупроводниковая	Обогащение урана. Контроль отложений. Содержание ЯМ в контейнерах с отходами. Содержание ЯМ в растворах. Обогащение урана. Изотопный состав урана. Изотопный состав Pu.	1-5 5-30 15-30 10-30 0,2-5 0,1-5 0,1-5
Нейтронные методы Нейтронорадиометрия Пассивные совпадения Активные совпадения	Концентрация Рu в технологических аппаратах. Масса плутония: Металлический Рu и оксиды Рu, скрап и отходы Рu. Масса урана: таблетки ВОУ, скрап, отходы ВОУ, оксид НОУ, скрап, отходы НОУ.	5-10 0,3-4 2-4 1-5 5-25 5-10 10-50
Комбинированный рентгенофлюоресцентный (с источником на пропускание)	Содержание ЯМ в растворах	1-3
Комбинированный рентгенофлюоресцентный и метод К-края поглощения	Содержание U и/или Рu в растворах	0,2-1
Гамма-абсорбционный	Содержание урана в технологических растворах	1-5
Калориметрия		0,2-0,5
Взвешивание		0,1-0,5

Таким образом, показатель качества (К₁) измерений в СУ и К ЯМ организации определяется по формуле:

, (6)

где b₁₁, b₂₁ - весовые коэффициенты,

К₁₁ - показатель, характеризующий наличие системы измерений,

К₁₂ – показатель качества измерений в СУ и К ЯМ в организации.