19.9.4 Обзор характеристик мониторов

Âтабл. 19.3 [15] и 19.4 [20] обобщены характеристики, полученные для различных мониторов ядерных материалов. В табл. 19.3 перечислены категории обнаружения ядерных материалов для пешеходных мониторов в режиме прохода при самых худших условиях (определенных в разделе 19.9.1 и в сноске * к таблице) и частоте ложных срабатываний — 1 за 4000 проходов. Масса материала, которая может быть обнаружена, приведена для четырех категорий характеристик, каждая из которых требует определенных сочетаний детекторов, расположения портала и сложности логических схем обработки сигналов.

Четыре категории характеристик в табл. 19.3 базируются на нормировании количества обнаруживаемого ядерного материала. Для категории I требуется обнаружение 1 г плутония низкого выгорания при интенсивности фона 25 мкР/ч. Эта задача может быть выполнена небольшими детекторами с расстоянием от объекта до портала более 80 см с помощью простых методик. Для категории II требуется обнаружение 10 г высокообогащенного урана, а для категорий III и IV необходимы лучшие характеристики мониторов, чем нынешние нормативные показатели. Для категорий II–IV требуются большие детекторы, расстояния до портала менее 80 см и самые современные алгоритмы обнаружения. Заметим, что обнаружение небольших масс ядерного материала связано с регистрацией сигналов малой амплитуды. Следовательно, категории мониторов с большим номером более чувствительны к процессам, связанным с колебаниями радиационного фона. Мониторы категории III и IV подходят только для случаев, когда фон относительно постоянен.

Âтабл. 19.4 обобщены чувствительности обнаружения материала для различных типов транспортных мониторов. Оценки этих характеристик также приведены для самых худших условий (определенных в разделе 19.9.1 и в сноске * к таблице).

Таблица 19.3 — Категории обнаружения ядерных материалов для мониторов в режиме прохода* [15]

*Условия испытаний: интенсивность фона 25 мкР/ч; эталонный металлический контрольный источник закреплен ниже щиколотки человека, идущего с нормальной скоростью и с походкой, приводящей к колебаниям источника внутри монитора. Результаты испытаний должны дать 95 % уверенности в том, что вероятность обнаружения составляет 50 % или выше при частоте ложных срабатываний 1/4000 проходов или меньше.

**Высокообогащенный уран.

***Плутоний низкого выгорания, только что отделенный от дочерних продуктов или защищенный кадмиевым покрытием толщиной 0,4-0,8 мм.

Таблица 19.4 — Чувствительность обнаружения ядерного материала в транспортных мониторах в самых неблагоприятных условиях [20]

*В самых неблагоприятных условиях в неподвижном 1-тонном автофургоне, кроме портала 5-метровой ширины, где он движется со скоростью 8 км/ч. Интенсивность фона 20 мкР/ч и достаточно высокий уровень экранирования конструктивными элементами автотранспорта. Обнаружение подразумевает вероятность обнаружения 50 % или выше. При нормальных условиях получаются лучшие характеристики.

**Интенсивность ложных срабатываний для пустого монитора.

ЛИТЕРАТУРА

1.EG&G Inc., Santa Barbara Division (R.W. Hardy, R.B. Knowlen, C.W. Sandifer, and W.C. Plake), US Patent No. 3,670,164, 1972.

2.W.E. Kunz, “Portable Monitor for Special Nuclear Materials,” Los Alamos Scientific Laboratory publication LASL-77-18 (1977).

3.M. Littleton, “High Sensitivity Portal Monitors—A Review,” Institute of Nuclear Power Operations report 82-001-EPN-01 (1982).

4.US Department of Energy Order 5632.2, “Physical Protection of Special Nuclear Material,” 1979.

5.US Atomic Energy Commission Regulatory Guide 5.7, “Control of Personnel Access to Protected Areas, Vital Areas, and Material Access Areas,” 1973.

6.P.E. Fehlau, J.C. Pratt, J.T. Markin, and T. Scurry, Jr., “Smarter Radiation Monitors for Safeguards and Security,” Nuclear Materials Management XII (Proceedings Issue), 294 (1983).

7.P.E. Fehlau, C. Garcia. Jr., R.A. Payne, and E.R. Shunk, “Vehicle Monitors for Domestic Perimeter Safeguards,” Los Alamos National Laboratory report LA-9633-MS (1983).

8.A. Wald, Sequential Analysis (Dover Publications, Inc., New York, 1973).

9.P.E. Fehlau, K.L. Coop, and J.T. Markin, “Application of Wald's Sequential Probability Ratio Test to Nuclear Materials Control,” in Proceedings of Joint Specialists Meeting, ESARDA/INMM, Ispra, Italy, 1984.

10.C.N. Henry and J.C. Pratt, “A New Containment and Surveillance Portal Monitor Data Analysis Method,” ESARDA 10, 126-131 (1979).

11.C.R. Hurlbut. “Plastic Scintillators — A Survey,” presented at American Nuclear Society winter meeting, Nov. 1985 (available from Bicron Corp., Newbury, Ohio).

12.P.E. Fehlau and G.S. Brunson, “Coping with Plastic Scintillators in Nuclear Safeguards,” IEEE Transactions on Nuclear Science NS-30, 158 (1983).

13.E. Appel, M. Giannini, and A. Serra, “A New Method of Self-Diagnosis for Pulse Measuring Systems,” Nuclear Instruments and Methods 192, 341 (1981).

14.K.V. Nixon and C. Garcia, “Hand-Held Pulse-Train-Analysis Instrument,” IEEE Transactions on Nuclear Science NS-30, 331 (1983).

15.P.E. Fehlau, “An Applications Guide to Pedestrian SNM Monitors,” Los Alamos National Laboratory report LA-10633-MS (1986).

16.P.E. Fehlau, T.E. Sampson, C.N. Henry, J.M. Bieri, and W.H. Chambers, “On-Site Inspection Procedures for SNM Doorway Monitors,” Los Alamos Scientific Laboratory report LA-7646 (NUREG/CR-0598) (1979).

17.P.E. Fehlau, “Standard Evaluation Techniques for Containment and Surveillance Radiation Monitors,” ESARDA 15, 195 (1982).

18.C.J. Umbarger, G.O. Bjarke, B.H. Erkkila, F. Trujillo, D.A. Waechter, and M.A. Wolf, “New Generation of Radiacs: Small Computerized Multipurpose Radiation Monitors,” IEEE Transactions on Nuclear Science NS-30, 528 (1983).

19.P.E. Fehlau, “Hand-Held Search Monitor for Special Nuclear Materials. User's Manual,” Los Alamos National Laboratory publication LALP-84-15 (1984).

20.P.E. Fehlau, “An Applications Guide to Vehicle SNM Monitors,” Los Alamos National Laboratory report LA-10912-MS (1987).