Крючков Основы учёта,контроля 2007

Примеры НРА оборудования

До недавнего времени, до момента вступления в ядерную индустрию электронных весов, измерения ядерных материалов велись на аналитических лабораторных весах. Это исключительно точные весы рычажного типа, которые в состоянии взвешивать ядерный материал до 5 кг с погрешностью 0,001 г. Как правило, они стоят на сейсмозащищенной платформе. Можно себе представить продолжительность сеанса взвешивания на этих весах. Это – долго, иногда

– часы. Потому что требуются многократные измерения. А электронные весы позволяют взвешивать с погрешностью 0,1 г буквально в считанные секунды. При этом электронные весы снабжаются интерфейсом типа РС–232, используемым для подключения к персональному компьютеру.

Гамма–спектрометрическая аппаратура – это не только детекторы и аналого–цифровые преобразователи, но и компьютер, встроенный в систему для ведения обработки экспериментальной информации. В результате, набор статистики – 5–10 мин, компьютерная обработка – 1,5–2 мин. Таким образом, сеанс измерений в зависимости от предъявляемых требований по точности и использования образцов ядерных материалов занимает от нескольких минут до часу (нескольких часов). Близкая ситуация наблюдается и в отношении нейтронных измерений с помощью, например, нейтронных колодцев. Переход на приборы с внутренней статистической обработкой данных измерений позволил резко снизить затраты труда на обработку данных измерений и сократить время на получение окончательного ответа.

Короче, в настоящее время измерительных систем, применяемых для измерения ядерных материалов, не компьютеризованных, либо не оснащенных выходами на компьютерную систему обработки информации промышленностью (нашей, в первую очередь, потому что американская промышленность давно не производит оборудование для ручного считывания) не производится.

Таким образом, на повестке дня оказалась проблема стыковки систем учета и контроля с измерительным оборудованием, которое выдает статистически обработанные результаты, готовые для ввода

вкомпьютеризированные СУиК ЯМ.

ВРНЦ «Курчатовский институт» разработаны и применяются программные интерфейсы (аппаратно обеспеченные) для измере-

471

ний в рамках системы КИ–МАКС. Подобные задачи были решены также в ГНЦ ФЭИ (Обнинск) и во ВНИИЭФ (Саров) и других организациях. Эти программные интерфейсы позволили автоматизировать процесс передачи данных в СУиК ЯМ и снизить (ориентировочно, на три порядка) вероятность ошибочных считываний показаний измерительных приборов. Это означает, что на сегодняшний день система автоматизации измерений, встроенная в систему учета и контроля, позволяет человеку, производящему измерения, принимать решения грамотно и статистически обоснованно и не заниматься переписыванием показаний приборов (заниматься оценкой, насколько выполненные измерения подходят или не подходят).

9.3. Системный подход к построению СУиК ЯМ на предприятии

Учет и контроль ядерных материалов является сложной челове- ко–машинной системой, в которой машинам (оборудование, приборы, эталоны, компьютерные сети) предоставляются функции индикации вмешательства, идентификации, измерения, ввода и обработки информации и т.д., а человеку – функции анализа, принятия и исполнения решений. Как правило, такие системы включают множество мероприятий и средств технической поддержки. В настоящее время учет и контроль ЯМ переживает техническое перевооружение, связанное, в первую очередь, с компьютеризацией учета и автоматизацией идентификации, контроля и измерений ЯМ. Поэтому, главная задача, которая встает при разработке УиК ЯМ, заключается в рациональном их сочетании в рамках связанной системы мер и средств. Для решения этой задачи используется системный подход к построению модели СУиК ЯМ (рис. 9.5).

Системный подход включает, во–первых, определение задач, решаемых системой. Для УиК ЯМ – это определение наличного количества и потоков ЯМ, а также своевременного установления несанкционированных действий с ЯМ, либо потенциальных ошибок при их идентификации и измерении. В связи с последним, важным аспектом при определении задач системы является список аномалий с ЯМ, возникновение которых возможно в процессе обращения либо хранения ЯМ на объекте.

472

Как известно, эффективность – это то свойство системы, которое отражает ее приспособленность для выполнения поставленных перед нею задач. В настоящее время рассматриваются различные подходы для характеристики эффективности СУиК ЯМ. Как правило, такие оценки получают на основе компьютерных моделей функционирования системы в условиях поставленной задачи. Применительно к СУиК ЯМ используются компьютерные модели оценки допустимых пределов статистического разброса инвентаризационной разницы в ЗБМ. В качестве другого примера показателя эффективности функционирования СУиК ЯМ может рассматриваться требование по ведению компьютерных баз данных по ЯМ. А именно, достоверность представления в системе учета и контроля ЯМ в ЗБМ данных об идентификаторах учетных единиц, идентификаторах УИВ и местоположении учетных единиц должна превышать 99 %.

Если оценка модели системы не удовлетворяет выбранному критерию, он направляется на внесение изменений. Таким образом, процесс построения модели СУиК ЯМ носит итерационный характер. Число итераций зависит от жесткости принятого критерия.

474

ГЛАВА 10 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.

10.1. 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. Как известно, 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. 10.1 приведен пример размещения зон локализации ЯМ различной категории.

475

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.

477

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. 10.4 приведен вариант размещения камер оптического наблюдения за отработавшим топливом, находящимся в бассейне выдержки.

480