Ядерная МАСИНТ - Nuclear MASINT

Управление интеллектуальным циклом
Управление сбором разведданных
МАСИНТА
Электрооптическая МАСИНТА Ядерная МАСИНТ Геофизический МАСИНТ Радар МАСИНТ Материалы MASINT Радиочастотный MASINT

Ядерная МАСИНТ одна из шести основных дисциплин, общепринятых в Измерение и сигнатурный интеллект (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 установками. Ядерный мониторинг может осуществляться удаленно или во время инспекций ядерных объектов на месте. Использование данных приводит к характеристике ядерного оружия, реакторов и материалов. Ряд систем обнаруживают и контролируют мир на предмет ядерных взрывов, а также производства ядерных материалов.^[1]

Согласно Министерство обороны США, MASINT - это технически полученный интеллект (за исключением традиционных изображений IMINT и радиотехническая разведка SIGINT ), которые - когда они собираются, обрабатываются и анализируются специализированными системами MASINT - приводят к интеллекту, который обнаруживает, отслеживает, идентифицирует или описывает 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 (ФМ2-0Ч9 ).

Как и в большинстве дисциплин MASINT, ядерная MASINT частично совпадает с другими. Радиационное обследование в рамках Nuclear MASINT - это операция на территории, которая измеряет воздействие на конкретных людей или предметы. Анализ ядерных испытаний, с другой стороны, фокусируется на анализе проб воздуха, загрязненных участков и т. д. в полевых условиях или в справочной лаборатории.

Как и во многих отраслях MASINT, определенные 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 в материалах MASINT. Основное отличие состоит в том, что ядерный MASINT имеет дело с характеристиками ядерных событий в реальном времени, таких как ядерные взрывы, радиоактивные облака от аварий или терроризма и других типов радиационных событий. Однако аналитик MASINT по материалам, изучающий то же явление, будет иметь более микроуровневое представление, занимаясь такими вещами, как анализ частиц, выпадающих в результате отбора проб воздуха, загрязнения почвы или выбросов радиоактивных газов в атмосферу.

Некоторые ядерные методы MASINT довольно произвольно помещены в эту дисциплину. Например, измерение яркости и непрозрачности облака от ядерного взрыва обычно считается ядерным MASINT, но методы, используемые для измерения этих параметров, являются электрооптическими. Произвольное различие здесь рассматривает ядерный MASINT более конкретное описание, чем электрооптический MASINT.

Радиационное обследование и дозиметрия

В ядерной войне, после аварий с ядерным оружием и при современной угрозе радиологической войны «грязной бомбы», измерение интенсивности высокоинтенсивного ионизирующего излучения, а также совокупная доза, полученная персоналом, является важной информацией по безопасности. [3]

Функция обзора измеряет тип активного ионизирующего излучения, поступающего от:^[4]

В то время как излучатели альфа-частиц, такие как обедненный уран (DU) (то есть уран-238) не представляют опасности на расстоянии, измерения альфа-частиц необходимы для безопасного обращения с пылью от снарядов или поврежденных транспортных средств с броней из DU.

Обследование окружающей среды, за которой могут наблюдать люди

Основным прибором для полевых исследований, который может обнаруживать альфа-частицы, является сцинтиллометр, например, AN / PDR-77, который "может принимать до восьми различных датчиков. Каждый датчик автоматически распознается и имеет уникальную калибровочную информацию, хранящуюся в энергонезависимой памяти. AN / PDR-77 поставляется с тремя датчиками. A Цинк-серный (ZnS) альфа-зонд 100 см2, бета- и / или гамма-зонд с двумя трубками Гейгера и 5-дюймовый рентгеновский зонд с йодидом натрия (NaI) с низкой энергией, способный измерять и обнаруживать уровни загрязнения поверхности плутонием и америцием (Am) -241 в мкКи / м2. Доступен набор принадлежностей, который содержит зонд для блинов GM и зонд NaI micro-R размером 1 x 1,5 дюйма. Различные съемные экраны, позволяющие альфа- и бета-частицам достигать датчика ».

Для исследования трития используются специализированные инструменты. Уровни трития измеряются с помощью AN / PDR-73 или -74. Доступен широкий ассортимент ионизационных камер, пленочных бейджей и термолюминесцентных персональных дозиметров.

«Полевые исследования урана лучше всего проводить путем измерения рентгеновских лучей в диапазоне от 60 до 80 кэВ, излучаемых изотопами урана и дочерними изотопами урана. Для плутония наилучшим методом является обнаружение сопутствующего загрязнителя Am-241, который излучает сильное гамма-излучение 60 кэВ. луч. Зная первоначальный анализ и возраст оружия, отношение плутония к америцию может быть вычислено точно и, таким образом, может быть определено общее загрязнение плутонием.DoD3150.8-M и стр. 221 )«Многие факторы, которые невозможно контролировать в полевых условиях, можно контролировать в мобильной лаборатории, которую можно доставить на место аварии. Как правило, возможности включают гамма-спектроскопию, подсчет низкого фона для очень тонких излучающих альфа- и бета-излучения образцы и жидкостные сцинтилляционные счетчики для бета-излучателей с чрезвычайно низкой энергией, таких как тритий.

Директива DoD четко указывает на то, что обнаружение сложнее, чем измерение, а последнее необходимо для MASINT. "P5.2.2.1. Ядерное излучение нелегко обнаружить. Обнаружение излучения - это всегда многоступенчатый, непрямой процесс. Например, в сцинтилляционном детекторе падающее излучение возбуждает флуоресцентный материал, который снимает возбуждение за счет испускания фотонов света. Свет фокусируется на фотокатоде фотоэлектронного умножителя, который вызывает лавину электронов. Ливень электронов производит электрический импульс, который активирует счетчик, считываемый оператором. Неудивительно, что количественное соотношение между количеством фактически испускаемого излучения и показаниями на измеритель - сложная функция многих факторов. Поскольку этими факторами можно хорошо управлять только в лаборатории, только в лабораторных условиях можно проводить точные измерения ». Это может быть полевая лаборатория.

Детекторы на основе полупроводников, особенно сверхчистого германия, имеют лучшее внутреннее энергетическое разрешение, чем сцинтилляторы, и предпочтительны там, где это возможно, для спектрометрии гамма-излучения. В случае нейтронных детекторов высокая эффективность достигается за счет использования сцинтилляционных материалов, богатых водородом, которые эффективно рассеивают нейтроны. Жидкостные сцинтилляционные счетчики - эффективное и практичное средство количественной оценки бета-излучения.

Обследование высокоактивных радиоактивных зон

Некоторые аварии на реакторах оставили чрезвычайно высокий уровень, например, на Чернобыль или Айдахо SL-1. В случае Чернобыля многие смелые спасатели и спасатели, некоторые сознательно, а некоторые нет, обрекли себя на гибель. Очень тщательная очистка SL-1 в удаленной зоне и там, где защитная оболочка сохраняла целостность, свела к минимуму опасность.

После этих и других инцидентов технология дистанционного управления или автономных транспортных средств улучшилась.

Обнаружение и мониторинг антинейтрино

Значительная часть энергии, производимой ядерный реактор теряется в виде чрезвычайно проникающего антинейтрино, с подписью, раскрывающей реакцию внутри. Таким образом, детекторы антинейтрино изучаются, чтобы обнаружить и контролировать их на расстоянии.^[5] Первоначально сдерживаемый нехваткой данных о спектре, в начале 2000-х годов, с повышенным разрешением, этот процесс был продемонстрирован в Канаде и предложен как возможный полезный для дистанционного мониторинга предлагаемых реакторов в рамках ядерной энергетической программы Ирана.^[6]^[7]^[8]^[9] Многонациональный Эксперимент с нейтрино в реакторе Daya Bay в Китай в настоящее время (по состоянию на 2016 год) является самым важным исследовательским центром в мире в этой области.

Обнаружение ядерной энергии из космоса

В 1959 году США начали эксперименты с ядерными датчиками космического базирования, начиная с ВЕЛА ОТЕЛЬ спутники. Первоначально они предназначались для обнаружения ядерных взрывов в космосе с использованием детекторов рентгеновского, нейтронного и гамма-излучения. В продвинутые спутники VELA добавлены электрооптические устройства MASINT под названием бхангметры, который мог обнаруживать ядерные испытания на Земле, обнаруживая характерную сигнатуру ядерных взрывов: двойную световую вспышку с интервалом в миллисекунды. Используя радиочастотные датчики MASINT, спутники также могут обнаруживать электромагнитный импульс (EMP) подписи от событий на Земле.

Несколько более совершенных спутников заменили ранние VELA, и эта функция существует сегодня как интегрированная оперативная система обнаружения ядерных объектов (IONDS), как дополнительная функция на спутниках NAVSTAR, используемых для GPS навигационная информация.

Воздействие ионизирующего излучения на материалы

Помимо непосредственного биологического воздействия, ионизирующее излучение оказывает структурное воздействие на материалы.

Структурное ослабление

Хотя ядерные реакторы обычно находятся в прочных корпусах, не сразу стало понятно, что длительная нейтронная бомбардировка может привести к хрупкости стали. Когда, например, реакторы бывших советских подводных лодок не подвергаются полному техобслуживанию или снятию с эксплуатации, существует совокупная опасность того, что сталь в защитной оболочке или трубопроводы, которые могут достичь активной зоны, могут потерять прочность и сломаться. Понимание этих эффектов как функции типа и плотности излучения может помочь предсказать, когда плохо обслуживаемые ядерные объекты могут стать на порядки более опасными.^[10] "Во время работы на мощности ядерных энергетических реакторов с водяным охлаждением и водой под давлением радиационное охрупчивание приведет к ухудшению определенных механических свойств, важных для поддержания структурной целостности корпуса реактора под давлением (КР). В частности, на быстрых нейтронах (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 быстрыми нейтронами является сложной функцией многие факторы, включая флюенс нейтронов, энергетический спектр нейтронов и химический состав стали. Также могут иметь значение дополнительные факторы, такие как скорость флюенса нейтронов, влияние которых не было полностью исследовано. Из-за очевидных последствий для безопасности вызванный потенциальным нарушением целостности сосуда высокого давления, Комиссия по ядерному регулированию США (US NRC) выпустила требования desi gned, чтобы гарантировать сохранение структурной целостности корпуса высокого давления реактора ». (CIRMS-4, п. 76). Однако требования этой цели предполагают, что реактор был построен с учетом строгих факторов безопасности.

Повреждение полупроводников

Ионизирующее излучение может разрушить или сбросить полупроводники. Однако есть разница в повреждении, наносимом ионизирующим излучением и электромагнитный импульс. Электромагнитный импульс (ЭМИ) МАСИНТ это дисциплина, дополняющая ядерную MASINT.