Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт Физико-технический

Направление подготовки 14.03.02 Ядерные физика и технологии

Кафедра Физико-энергетические установки

БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

Тема работы

Обеспечение безопасности при обращении с ядерными материалами в хранилище свежего топлива

Томск - 2015 г.



ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ ООП

Код результата	Результат обучения (выпускник должен быть готов)
Общекультурные компетенции
Р1	Демонстрировать культуру мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения; стремления к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства; владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыки работы с компьютером как средством управления информацией; способность работы с информацией в глобальных компьютерных сетях.
Р2	Способность логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь; критически оценивать свои достоинства и недостатки, намечать пути и выбирать средства развития достоинств и устранения недостатков.
Р3	Готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе; к организации работы малых коллективов исполнителей, планированию работы персонала и фондов оплаты труда; генерировать организационно-управленческих решения в нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; к разработке оперативных планов работы первичных производственных подразделений; осуществлению и анализу исследовательской и технологической деятельности как объекта управления.
Р4	Умение использовать нормативные правовые документы в своей деятельности; использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач, анализировать социально-значимые проблемы и процессы; осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности.
Р5	Владеть одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного.
Р6	Владеть средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, готов к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности.
Профессиональные компетенции
Р7	Использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования.
Р8	Владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий; И быть готовым к оценке ядерной и радиационной безопасности, к оценке воздействия на окружающую среду, к контролю за соблюдением экологической безопасности, техники безопасности, норм и правил производственной санитарии, пожарной, радиационной и ядерной безопасности, норм охраны труда; к контролю соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям, требованиям безопасности и другим нормативным документам; за соблюдением технологической дисциплины и обслуживанию технологического оборудования; и к организации защиты объектов интеллектуальной собственности и результатов исследований и разработок как коммерческой тайны предприятия; и понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны).
Р9	Уметь производить расчет и проектирование деталей и узлов приборов и установок в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных средств автоматизации проектирования; разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформление законченных проектно-конструкторских работ; проводить предварительного технико-экономического обоснования проектных расчетов установок и приборов.
Р10	Готовность к эксплуатации современного физического оборудования и приборов, к освоению технологических процессов в ходе подготовки производства новых материалов, приборов, установок и систем; к наладке, настройке, регулировке и опытной проверке оборудования и программных средств; к монтажу, наладке, испытанию и сдаче в эксплуатацию опытных образцов приборов, установок, узлов, систем и деталей.
Р11	Способность к организации метрологического обеспечения технологических процессов, к использованию типовых методов контроля качества выпускаемой продукции; и к оценке инновационного потенциала новой продукции.
Р12	Способность использовать информационные технологии при разработке новых установок, материалов и приборов, к сбору и анализу информационных исходных данных для проектирования приборов и установок; технические средства для измерения основных параметров объектов исследования, к подготовке данных для составления обзоров, отчетов и научных публикаций; к составлению отчета по выполненному заданию, к участию во внедрении результатов исследований и разработок; и проведения математического моделирования процессов и объектов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований.
Р13	Уметь готовить исходные данные для выбора и обоснования научно-технических и организационных решений на основе экономического анализа; использовать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования, современные компьютерные технологии и базы данных в своей предметной области; и выполнять работы по стандартизации и подготовке к сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов;
Р14	Готовность к проведению физических экспериментов по заданной методике, составлению описания проводимых исследований и анализу результатов; анализу затрат и результатов деятельности производственных подразделений; к разработки способов применения ядерно-энергетических, плазменных, лазерных, СВЧ и мощных импульсных установок, электронных, нейтронных и протонных пучков, методов экспериментальной физики в решении технических, технологических и медицинских проблем.
Р15	Способность к приемке и освоению вводимого оборудования, составлению инструкций по эксплуатации оборудования и программ испытаний; к составлению технической документации (графиков работ, инструкций, планов, смет, заявок на материалы, оборудование), а также установленной отчетности по утвержденным формам; и к организации рабочих мест, их техническому оснащению, размещению технологического оборудования.



ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Исходные данные к работе	- обращение с ЯМ в хранилище свежего топлива план объекта; - требования к особенностям функционирования (эксплуатации) объекта и технологического процесса; - угроза: диверсия; - оборудования лаборатории неразрушающего контроля;
Перечень подлежащих исследованию, проектированию и разработке вопросов	? анализ нормативно-правовых документов по вопросам организации и функционирования систем физической защиты, учета и контроля ядерных материалов на ядерном объекте; ? формирование и выделение требований к оснащению элементами комплекса инженерно-технических средств физической защиты на основе определения модели нарушителя и сценариев совершения несанкционированных действий; ? мероприятия а рамках систем учета и контроля ЯМ (выделение объекта зон исходя из требований организации охраняемых зон а СФЗ и ЗБМ для СУиК ЯМ) ? анализ спектральных характеристик неизвестного образца. ? определение категории ЯМ.
Перечень графического материала	схема ядерного объекта - обязательный чертеж.
Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы:
Раздел	Консультант
Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
Социальная ответственность
Названия разделов, которые должны быть написаны на иностранном языке:
Нет



ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ»

Исходные данные к разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»

1. Стоимость ресурсов: материально-технических, энергетических, финансовых, информационных и человеческих.

2. Нормы и нормативы расходования ресурсов.

Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке:

1. Оценка количества человеческих ресурсов необходимых для ввода в эксплуатацию проекта.

2. Оценка стоимости оснащения контрольно-пропускного пункта комплексом инженерно-технических средств физической защиты и монтаж оборудования.

3. Оценка конкурентоспособности выбранной фирмы подрядчика.

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

1. План-график мероприятий проекта

2. Заработная плата рабочих

3. Оценка стоимость инженерно-технических средств и пуско-наладки оборудования

4. Оценка конкурентоспособности фирм подрядчиков

ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА «СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ»

Исходные данные к разделу «Социальная ответственность»

Описание рабочего места (рабочей зоны, технологического процесса, механического оборудования) на предмет возникновения:

- вредных проявлений факторов производственной среды (метеоусловия, вредные вещества, освещение, шумы, вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие излучения);

- опасных проявлений факторов производственной среды (механической природы, термического характера, электрической, пожарной и взрывной природы);

- негативного воздействия на окружающую природную среду (атмосферу, гидросферу, литосферу);

- чрезвычайных ситуаций (техногенного, стихийного, экологического и социального характера).

Описание рабочего места инженера, выполняющего расчеты на ПК, на предмет возникновения:

- вредных факторов производственной среды: электромагнитные поля, ионизирующее излучение;

- опасных факторов производственной среды: вероятность возникновения пожара, вероятность поражения электрическим током.

Знакомство и отбор законодательных и нормативных документов по теме

Ознакомление с законодательной и нормативной документацией.

Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке:

Анализ выявленных вредных факторов проектируемой производственной среды в следующей последовательности:

- физико-химическая природа вредности, её связь с разрабатываемой темой;

- действие фактора на организм человека;

- приведение допустимых норм с необходимой размерностью (с ссылкой на соответствующий нормативно-технический документ);

- предлагаемые средства защиты (сначала коллективной защиты, затем - индивидуальные защитные средства).

Анализ выявленных вредных факторов:

- электромагнитные поля, ионизирующее излучение;

- средства защиты.

Анализ выявленных опасных факторов проектируемой произведённой среды в следующей последовательности

- механические опасности (источники, средства защиты;

- термические опасности (источники, средства защиты);

- электробезопасность (в т.ч. статическое электричество, молниезащита - источники, средства защиты);

- пожаровзрывобезопасность (причины, профилактические мероприятия, первичные средства пожаротушения).

Анализ выявленных опасных факторов:

- электробезопасность (в т.ч. статическое электричество, средства защиты);

- пожаровзрывобезопасность (причины, профилактические мероприятия).

Охрана окружающей среды:

- защита селитебной зоны;

- анализ воздействия объекта на атмосферу (выбросы);

- анализ воздействия объекта на гидросферу (сбросы);

- анализ воздействия объекта на литосферу (отходы);

- разработать решения по обеспечению экологической безопасности со ссылками на НТД по охране окружающей среды.

Защита в чрезвычайных ситуациях:

- перечень возможных ЧС на объекте;

- выбор наиболее типичной ЧС;

- разработка превентивных мер по предупреждению ЧС;

- разработка мер по повышению устойчивости объекта к данной ЧС;

- разработка действий в результате возникшей ЧС и мер по ликвидации её последствий.

Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности:

- специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые нормы трудового законодательства;

- организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны.

Перечень графического материала:

При необходимости представить эскизные графические материалы к расчётному заданию (обязательно для специалистов и магистров)



КАЛЕНДАРНЫЙ РЕЙТИНГ-ПЛАН

выполнения выпускной квалификационной работы

Дата контроля	Название раздела (модуля) / вид работы (исследования)	Максимальный балл раздела (модуля)
12.05.2015	Выдача задания
19.05.2015	Проведение анализу уязвимости ядерного объекта
26.05.2015	Компоновка рубежей охраны
09.06.2015	Проведение измерений и анализ полученных результатов
16.06.2015	Сдача работы



Реферат

• Выпускная квалификационная работа содержит 80 страниц, 6 рисунков, 10 таблиц, 19 источника, 5 приложений.
• Ключевые слова: ядерный объект, ядерный материал, система физической защиты, система учета и контроля, комплекс инженерно-технических средств физической защиты, внутренняя зона ЯО, особо важная зона ЯО, анализ уязвимости, гамма-спектрометрический анализ.
• Объектом исследования является вопросы организации и функционирования систем физической защиты, учета и контроля ядерных материалов.
• Цель работы - формирование условий для безопасной эксплуатации ядерного объекта.
• В процессе исследования проводился анализ нормативно-правовых документов по вопросам организации и функционирования системы физической защиты, учета и контроля ядерных материалов на ядерном объекте, формирование требований к оснащению элементами комплекса инженерно-технических средств физической защиты внутренней и особо важной зоны. Был осуществлен анализ спектральных характеристик источника ионизирующего излучения.
• В результате был получен проект по оснащению комплексом инженерно-технических средств физической защиты внутренней и особо важной зоны ядерного объекта. Определен изотопный состав исследуемого источника ионизирующего излучения, а также его обогащение.

• 
• Список сокращений

АКПП - автомобильный контрольно-пропускной пункт;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

ВЗ - внутренняя зона;

ГСУиК ЯМ - Государственная система учета и контроля ядерных материалов;

ЗБМ - зона баланса материалов;

ЗЗ ? защищенная зона;

ЗИП ? запасные части, инструменты и принадлежности;

ИТСФЗ ? инженерно-технические средства физической защиты;

КИТСФЗ ? комплекс инженерно-технических средств физической защиты;

КПП ? контрольно-пропускной пункт;

КТИ - ключевая точка измерений;

ЛПУ ? локальный пульт управления;

МАГАТЭ ? Международное агентство по атомной энергии;

МВД ? Министерство внутренних дел Российской Федерации;

МКА - многоканальный анализатор;

НРА - неразрушающий анализ;

НСД - несанкционированное действие;

НСД - несанкционированный доступ;

ОВЗ - особо важная зона;

ПК - персональный компьютер;

ПНСД ? последствия несанкционированных действий;

ПФЗ ? предмет физической защиты;

ПХЯМ ? пункт хранения ядерных материалов;

РВ - радиоактивные вещества;

СБ ? служба безопасности;

СКУД ? система контроля и управления доступом;

СО - средство обнаружения;

СОС ? система охранной сигнализации;

СОСО ? система оперативной связи и оповещения;

СОЭН ? система оптико-электронного наблюдения;

СТК - система телекоммуникаций;

СФЗ ? система физической защиты;

ТВС ? тепловыделяющая сборка;

ТВС ? тревожно-вызывная сигнализация,

ТСФЗ ? технические средства физической защиты;

ТУК - транспортный упаковочный контейнер

УИК ЯМ - учет и контроль ядерных материалов;

ФБ ? физический барьер;

ФЗ ? физическая защита;

ФСБ - Федеральная служба безопасности Российской Федерации;

ЦПУ ? центральный пульт управления;

ЭВМ - электронно-вычислительная машина;

ЯМ ? ядерный материал;

ЯО ? ядерный объект;

ЯУ ? ядерная установка;



Оглавление

Введение

1. Организация и функционирование системы физической защиты, учета и контроля ядерных материалов

1.1 Основы построения системы физической защиты ядерного объекта

1.1.1 Принципы построения системы физической защиты ядерного объекта

1.1.2 Категорирование предметов физической защиты, помещений, ядерного объекта.

1.1.3 Требования к оснащению внутренней и особо важной зоны комплексом инженерно-технических средств физической защиты

1.2 Учет и контроль ядерных материалов

2. Описание методов проведения исследования

2.1 Описание гипотетического объекта АЭС «Северный»

2.1.1 Методы учета и контроля ЯМ в технологическом процессе обращения со свежим топливом

2.1.2 Схема движения ЯМ в ЗБМ

2.1.3 Анализ уязвимости ядерного объекта

2.1.4 Категорирование ядерного объекта

2.1.5 Модель нарушителя и сценарий осуществления диверсии

2.2 Выбор спектрометрического оборудования для измерений излучения образца

2.2 1 Детекторы ионизирующих излучений

2.2.2 Сцинтилляционные детекторы

2.2.3 Гамма-спектрометрическая система

2.2.4 InSpector 2000

2.2.5 Обзор Genie 2000

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

3.1 Оснащение внутренней, особо важной зоны инженерными средствами физической защиты

3.2 Результаты гамма-спектрометрического анализа

4. Финансовый менеджмент

4.1 Затраты на оборудование и монтаж

4.2 SWOT-анализ

5. Социальная ответственность

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

5.2 Разработка мероприятий по снижению уровней вредного и опасного воздействия и устранения их влияния при работе на ПЭВМ

5.2.1 Требование и организация работ на ПЭВМ

5.2.2 Технические мероприятия

5.2.3 Условия безопасной работы

5.3 Электробезопасность

5.4 Пожарная и взрывная безопасность

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Матрица SWOT



Введение

Значительные усилия в мире прилагаются к тому, чтобы обеспечить безопасное обращение с ядерными материалами. В том числе безопасное обращение направлено на обеспечение сохранности и непрерывности знаний о нем. Это подразумевает три главные составляющие специального обращения: физическая защита, учет и контроль ядерных материалов. Цель учета и контроля является предотвращение хищений и его несанкционированного использования. Целью ФЗ является предотвращение несанкционированных действий по отношению к ЯМ, ЯУ и другим предметам физической защиты на ЯО.

Целью данной работы является формирование условий для безопасного обращение с ЯМ в хранилище свежего топлива.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- рассмотреть и проанализировать нормативно-правовые документы по вопросам организации и функционирования системы физической защиты и системы учета и контроля ядерных материалов на ядерном объекте;

- сформировать и выделить требования к оснащению элементами комплекса инженерно-технических средств физической защиты внутренней и особо важной зоны ядерного объекта;

- выбор технических устройств для оснащения внутренней и особо важной зоны;

- осуществить анализ спектральных характеристик неизвестного образцового стандартного источника ионизирующего излучения;

- определить категории ЯМ.



1. Организация и функционирование системы физической защиты, учета и контроля ядерных материалов

1.1 Основы построения системы физической защиты ядерного объекта

Для обеспечения надежной защиты на конкретном ядерном объекте и предотвращения несанкционированных действий в отношении на них функционирует государственная система физической защиты. Эта система представляет собой единую систему планирования, координации, контроля и реализации комплекса технических и организационных мер для осуществления физической защиты. А для осуществления физической защиты на ядерном объекте создается система физической защиты [2].

СФЗ является частью общей системы организационно-технических мер, осуществляемых на ЯО, в целях обеспечения безопасности ядерной деятельности и сохранности ЯМ.

Целью ФЗ является предотвращение несанкционированных действий по отношению к ЯМ, ЯУ и другим предметам физической защиты на ЯО.

ФЗ на ЯО предназначена для выполнения следующих основных задач:

- предупреждение несанкционированных действий;

- своевременное обнаружение несанкционированных действий;

- задержка (замедление) проникновения (продвижения) нарушителя;

- реагирование на несанкционированные действия и нейтрализация нарушителей для пресечения несанкционированных действий [3].

Для выполнения задач СФЗ руководство ЯО обеспечивает:

- проведение анализа уязвимости;

- оценку последствий НСД в отношении ПФЗ;

- категорирование ПФЗ, помещений, зданий, сооружений, ЯО в целом;

- выделение охраняемых зон и зон ограниченного доступа (ЗОД);

- определение мест размещения ПФЗ;

- создание системы охраны ЯО;

- разработку требований к СФЗ;

- оценку эффективности СФЗ;

- разработку документов по организации и обеспечению ФЗ ЯО;

- функционирование СФЗ;

- эксплуатацию ИТСФЗ;

Согласно правилам ФЗ создание, совершенствование и функционирование системы физической защиты на ядерном объекте обеспечивается руководством ядерного объекта. На ядерных объектах, охраняемых внутренними войсками Министерства внутренних дел Российской Федерации или вневедомственной охраной при органах внутренних дел Российской Федерации, указанная деятельность осуществляется совместно с руководством соответствующих воинских частей или подразделений, а при необходимости - с привлечением специализированных организаций [2].

Организационно-технические мероприятия в СФЗ проводятся органами, осуществляющими управление в СФЗ для достижения цели и решения задач ФЗ. Эти мероприятия проводятся на всех этапах создания, функционирования и совершенствования СФЗ. К организационным мероприятиям в СФЗ относится разработка документов по ФЗ объектового уровня, учитывающих особенности функционирования СФЗ конкретного ЯО

Перечень основных документов по физической защите объектового уровня определяется «Правилами физической защиты ядерных материалов, ядерных установок и пунктов хранения ядерных материалов» [3].

В состав комплекса ИТСФЗ входят технические средства физической защиты и инженерные средства.

Техническими средствами физической защиты (ТСФЗ) являются элементы и устройства, входящие в состав следующих основных функциональных систем:

- охранной сигнализации;

- ТВС;

- СКУД;

- оптико-электронного наблюдения и оценки ситуации;

- COCO (в том числе средства проводной связи и радиосвязи);

- СТК;

- защиты информации;

- обеспечения электропитанием, освещением.

Их основное предназначение - техническая поддержки действий по обеспечению ФЗ ЯО и размещенных на нем ЯМ, ЯУ и ПХЯМ.

К инженерным средствам физической защиты относятся инженерные сооружения, конструкции и физические барьеры, применяемые в СФЗ ЯО и на транспортных средствах, перевозящих ЯМ, с целью повышения эффективности СФЗ, задержки продвижения нарушителя и создания необходимых условий персоналу охраны для выполнения поставленных задач. К инженерным средствам СФЗ относятся:

- физические барьеры (ФБ);

- инженерное оборудование периметров охраняемых зон и постов охраны;

- защитно-оборонительные сооружения для часовых (постовых);

- инженерное оборудование контрольно-пропускных пунктов (КПП) и постов с пропускными функциями в охраняемые здания, сооружения, помещения.

ФБ предназначены для воспрепятствования несанкционированному доступу лиц и проезду транспорта на объект (с объекта) как вне КПП, так и на КПП, задержки (замедления) проникновения нарушителей, ограничения или исключения возможности совершения других НСД и наблюдения за производственными территориями из-за пределов охраняемых зон. К ФБ относятся:

- строительные конструкции ЯО (стены, перекрытия, ворота, двери и т.п.);

- ограждения (основное ограждение объекта, внешнее и внутреннее ограждения запретной зоны, ограждения охраняемых зон);

- инженерные заграждения;

- средства усиления дверей, окон, технологических отверстий;

- контейнеры, транспортные упаковочные комплекты или транспортные защитные устройства, используемые в процессе транспортирования ЯМ и для хранения ЯМ;

- противотаранные устройства (постоянные и переносные) и устройства снижения скорости;

- средства защиты операторов пунктов управления, кабины часовых КПП от поражения стрелковым оружием и от внезапного нападения;

ядерный защита излучение спектрометрический

1.1.1 Принципы построения системы физической защиты ядерного объекта

Для достижения эффективности СФЗ, которая определяется способностью СФЗ противостоять НСД в отношении ПФЗ, в соответствии с выделенными в процессе анализа уязвимости угрозами и моделями нарушителей, были сформулированы следующие принципы построения СФЗ:

- принцип зонального построения;

- принцип равнопрочности;

- принцип обеспечения надежности и живучести;

- принцип адаптивности;

- принцип регулярности контроля функционирования;

- принцип адекватности.

Принцип зонального построения заключается в создании на территории ЯОО охраняемых зон, обеспечивающих эшелонированную защиту объекта.

Выделяется три типа охраняемых зон: защищенная зона, внутренняя зона, особо важная зона.

В зависимости от своей категории предмет физической защиты располагается в соответствующей зоне.

Также на территории ЯОО организуются зоны ограниченного доступа. Согласно принципу адаптивности СФЗ:

- должна адаптироваться к изменению угроз и моделей нарушителей, конфигурации объекта и границ охраняемых зон, видов и способов охраны, размещения ПФЗ;

- должна иметь возможность образовывать дополнительные рубежи физической защиты;

- должны сочетаться различные способы постановки/снятия параметров зданий и помещений под охрану, как в ручном так и в автоматическом режимах;

- не должна создавать препятствий функционированию ЯО

Должен быть обеспечен требуемый уровень эффективности СФЗ для всех выявленных в процессе анализа уязвимости типов нарушителей, способов совершения несанкционированных действий и маршрутов движения.

Равнопрочность СФЗ должна обеспечиваться с точки зрения:

- предотвращения НСД;

- обнаружения попытки совершения НСД;

- пресечения НСД и задержания нарушителей для различных ситуаций;

- обеспечения безопасности информации.

Требуемый уровень эффективности СФЗ должен уточняться при создании и совершенствовании СФЗ с учетом категории ПФЗ и критерия «эффективность-стоимость».

Принцип обеспечения надежности и живучести СФЗ должна выполнять задачи независимо от ситуации. Для обеспечения живучести СФЗ в любых ситуациях выделяется локальный пульт управления комплексом инженерно-технических средств отдельной охраняемой зоны или категорированного помещения. На ЛПУ имеются все необходимые элементы индикации и управления комплексом инженерно-технических средств.

Организация СФЗ должна предусматривать реализацию системы планово-предупредительного обслуживания комплекса инженерно-технических средств. Должны постоянно проводится отбор и проверка лояльности персонала и их подготовленности и осведомленности о действиях в штатных и чрезвычайных ситуациях. Должно быть обеспечено резервирование элементов СФЗ. Нарушение функционирования отдельных элементов СФЗ не должно приводить к нарушениям функционирования СФЗ в целом. СФЗ следует строить на базе унифицированных модулей, обеспечивающих их совместимость при функционировании СФЗ:

- структурную;

- конструктивную;

- логическую;

- информационную;

- электромагнитную и т.д.

Принцип регулярности контроля функционирования ФЗ должен осуществляться на ведомственном уровне и на уровне ЯО. С целью определения эффективности СФЗ и отработки вопросов взаимодействия периодически должны проводиться учения, а также проводиться оценка эффективности СФЗ в соответствии с.

Уведомление о выявленном случае хищения ЯМ, ЯУ или совершения диверсии, попытке совершения таких действий или об обнаружении похищенных либо пропавших ЯМ, ЯУ должно проводиться в течение часа в порядке, установленном. Комплекс ИТСФЗ должен иметь в своем составе средства, позволяющие осуществлять с пунктов управления в ручном и/или автоматическом режиме дистанционный контроль состояния и работоспособности ТСФЗ, имеющих каналы проверки.

Принцип адекватности СФЗ

Организационные и административные требования, установленные на ЯОО должны соответствовать угрозам и модели нарушителя. Для достижения данного результата осуществляется:

- проведение анализа уязвимости ЯОО;

- категорирование ЯОО, ПФЗ и мест их хранения и использования;

- выбор структуры и состава ИТСФЗ;

- определение способов охраны и обороны ЯОО;

- оценки эффективности СФЗ;

- использование при создании и совершенствовании СФЗ критерия «эффективность-стоимость»;

- возможность применения компенсационных мер.

1.1.2 Категорирование предметов физической защиты, помещений, ядерного объекта

Для выполнения основных задач СФЗ на каждом ЯО должно быть проведено категорирование:

- ПФЗ;

- помещений, зданий, сооружений, отдельные территории ЯО, в которых размещаются ПФЗ, используется или хранится ЯМ, либо размещается и эксплуатируется ЯУ или пункт хранения;

- ЯО.

Категорирование ПФЗ, месте размещения и хранения ПФЗ и ЯО используется для создания требований к СФЗ и обеспечения ее адекватности выделенным угрозам и моделям нарушителей. В качестве показателей категорирования ПФЗ должны рассматриваться:

- категория ЯМ;

- степень секретности ПФЗ (может быть одной из следующих: «секретно» (С), «совершенно секретно» (СС), «особой важности» (ОВ));

- категория последствий НСД в отношении ПФЗ;

- наличие значимого количества ЯМ прямого использования.

Категория ЯМ определяется видом изотопа, его содержанием, массой ЯМ и степенью облучения.

Категория мест размещения и хранения ПФЗ определяться исходя из максимальной категории находящихся в них отдельных ЯМ, входящих в состав ЯУ, с учетом последствий НСД в отношении ПФЗ и степени секретности.

В соответствии с установленными категориями ПФЗ выделят следующие категории ЯО:

- I категория - ЯО, на которых имеются ПФЗ категории А;

- II категория - ЯО, на которых имеются ПФЗ категории Б, не являющиеся ЯО I категории;

- III категория - ЯО, на которых имеются ПФЗ категории В или Г, не являющиеся ЯО I и II категории;

- IV категория - ЯО, на которых имеются ПФЗ категории Д, не являющиеся ЯО I - III категории .

1.1.3 Требования к оснащению внутренней и особо важной зоны комплексом инженерно-технических средств физической защиты

Внутренняя зона - зона, расположенная в защищенной зоне, доступ в которую ограничивается и контролируется, окруженная физическими барьерами, постоянно находящимися под охраной и наблюдением.

Особо важная зона - зона, расположенная во внутренней зоне, доступ в которую ограничивается и контролируется, окруженная физическими барьерами, постоянно находящимися под охраной и наблюдением [3]

Охраняемая зона по периметру оснащается ИТСФЗ, обеспечивающими:

- обнаружение несанкционированных действий;

- экстренный вызов сил реагирования;

- и представление информации для оценки ситуации, а также задерживающими продвижение нарушителя к ПФЗ. В отношении мест наиболее вероятного проникновения нарушителя в охраняемую зону с использованием ТС принимаются меры, исключающие или существенно затрудняющие такое проникновение (устанавливаются противотаранные устройства).

Периметры охраняемых зон должны быть оснащены ИТСФЗ, обеспечивающими обнаружение НСД, экстренный вызов сил реагирования и представление информации для оценки ситуации, а также задерживающими продвижение нарушителей к ПФЗ. Не должно быть участков границ охраняемых зон, недоступных для наблюдения. Средства обнаружения должны быть размещены таким образом, чтобы отсутствовали неконтролируемые участки [3].

Периметры зданий и сооружений, расположенных в данной охраняемой зоне, должны быть оборудованы СО и СОЭН, а входы в них, в случае необходимости, усилены в инженерном отношении, обеспечивая равнопрочность с другими элементами строительных конструкций зданий.

Все лица и их вещи при выходе из ОВЗ проходят обязательную проверку на наличие у них ЯМ. Границами ОВЗ, как правило, являются внешние ограждающие конструкции зданий и сооружений. Возможна организация ОВЗ в пределах отдельно выделенного этажа или обособленной группы (блока) категорированных помещений, а также отдельных категорированных помещениях.

Проходы в ОВЗ (за исключением случаев, когда ОВЗ ограничивается отдельным категорированным помещением) должны быть оснащены пропускными устройствами шлюзового или блокирующего типа, обеспечивающими санкционированный доступ в ОВЗ.

В случаях, когда ОВЗ организована в пределах отдельных категорированных помещений, где непосредственно ведутся работы с ЯМ I и II категории проходы в эти помещения должны быть оборудованы тамбурами с металлическими дверями или шлюзовыми кабинами.

Оборудование проходов для санкционированного доступа персонала в ОВЗ должно предусматривать реализацию "правила двух" (в необходимых случаях - "правила трех").

Двери и ворота, устанавливаемые на проходах (проездах) в ВЗ. по устойчивости к внешним воздействиям должны быть, по возможности, равно прочными внешним ограждающим конструкциям.

По периметру ВЗ указанного объекта оборудуется рубеж средств охранного телевидения и не менее одного рубежа средств охранной сигнализации.

1.2 Учет и контроль ядерных материалов

НП-030-12 «Основные правила учета и контроля ядерных материалов» является одним из основных нормативных документов, регламентирующих правила государственного учета и контроля ядерных материалов. Знакомство с ключевыми положениями этого документа необходимо для понимания содержания системы государственного учета и контроля ядерных материалов, образующих ее элементов, а также применяемых процедур и методик ее осуществления.

Согласно этому документу, ядерные материалы подлежат государственному учету и контролю, начиная с минимальных количеств.

Также ядерные материалы классифицируют по категориям в целях обеспечения дифференцированного подхода к определению процедур и методов учета и контроля. Критерием классификации по категориям ЯМ является «привлекательность» ЯМ для возможного хищения. Эта классификация позволяет сосредоточить усилия на физической защите, учете и контроле наиболее «привлекательных» для хищения видов ЯМ. Всего выделены четыре категории: 1 категория соответствует максимальной «привлекательности»; 4 - минимальной.

Эксплуатирующие организации устанавливают зоны баланса материалов (ЗБМ) в пределах ядерной установки или пункта хранения ядерных материалов.

Разделение предприятия на ЗБМ позволяет эксплуатирующей организации оптимизировать затраты труда, ресурсов и времени, необходимых для успешного проведения физических инвентаризаций и оперативного УиК ЯМ. Увеличение числа ЗБМ предупреждает возникновение аномалий в учете ЯМ, и, тем самым, уменьшает затраты на расследование причин их возникновения. С другой стороны, увеличение числа ЗБМ приводит к увеличению затрат на средства контроля доступа, пропускной режим, увеличение численности персонала. Процесс разделения предприятия на ЗБМ - есть итерационная процедура, в процессе которой происходит оптимизация трудовых и материальных затрат на УиК ЯМ.

В НП-081-07 и НП-030-12 сформулированы требования, которыми следует руководствоваться при организации ЗБМ:

- масса ядерного материала, поступающего в ЗБМ и отправляемого из ЗБМ, должна определяться на основе измеренных характеристик ядерных материалов (кроме случаев, когда допускается применение расчетных методик), результатов полного пересчета и идентификации учетных единиц, тары, в которой находится ядерный материал, по данным сопроводительной документации, паспортным данным ядерных материалов;

- ядерные материалы различных категорий по возможности должны быть отнесены к разным ЗБМ;

- структурные подразделения эксплуатирующей организации, такие, как заводские лаборатории, зоны перевалки и склады, а также участки с ядерными материалами, требующие специальной защиты информации, должны быть выделены в отдельные ЗБМ.

В каждой ЗБМ определяют ключевые точки измерений (КТИ) ядерных материалов.

В каждой ЗБМ необходимо организовать КТИ таким образом, чтобы поступление ЯМ в ЗБМ и передача ЯМ из ЗБМ осуществлялась через КТИ. Количество КТИ в ЗБМ диктуется особенностями технологического процесса и системы УиК ЯМ в ЗБМ.



2. Описание методов проведения исследования

2.1 Описание гипотетического объекта АЭС «Северный»

Описание ЯО проводится с целью определения и тщательного изучения основных характеристик и особенностей ЯО и находящихся на нём ЯМ, ЯУ и пунктов хранения ЯМ для того чтобы установить конкретные для данного ЯО ПФЗ, степень их опасности и привлекательности для потенциального нарушителя. В процессе указанного исследования было описано следующее:

- Общая протяженность периметра 740 м, территориальное расположения ядерного объекта представлен асфальтированной автомобильной дорогой и железнодорожными путями. В 2 км от ядерного объекта расположен населенный пункт. На территории ЯО природными особенностями является лесополоса. Климатические и погодные условия: в среднем от плюс 15 до плюс 20 С летом, минус 25 С зимой;

Из животных на объекте присутствуют крупные и мелкие животные, птицы; Неподалеку находится река на расстоянии в 500 м. Территория объекта расположена на подзолистых почвах, характерных для таежно-лесной зоны;

- Условия работы ЯО:

Время начала и окончания смен: с 8:00 до 14:00, с 14:00 до 20:00, с 02:00 до 08:00. Особенности доступа персонала к ЯМ, должны осуществляться с соблюдением правила двух лиц при доступе в ОВЗ. Количество автомобильного и железнодорожного транспорта, проходящего через КПП за сутки: 2 автомобиля. Доставка сотрудников на ЯО осуществляется служебным автобусом.

Характеристики ЯМ и изделий на их основе, находящихся на объекте:

– степень облучения: свежее топливо и ОЯТ;

– химическая форма - ;

– содержание в ТВС - 42 т;

– обогащение по : 15,7 %;

– длина ТВС - 4,5 м;

– диаметр ТВС - 40 см;

Хранилище ЯМ и его особенности:

хранилище свежего топлива расположено в особо важной зоне, представляет собой помещение с одним входом. Вход осуществляется по правилу двух лиц, список персонала, допущенного открывать хранилище, ограничен тремя лицами.

Хранилище оборудовано датчиками контроля доступа: видеокамерами, сигнализацией об открытии дверей. Контейнеры, в которых хранятся ТВС, опломбированы. Стены и потолок оборудованы датчиками контроля пролома. Все инженерно-технические средства физической защиты имеют аварийное электропитание от дизель-генератора.

Технологический процесс свежего топлива:

Свежее топливо поступает на АЭС в виде тепловыделяющих сборок . Эти сборки перевозят в транспортных контейнерах, с завода-изготовителя на АЭС. Получение и размещение ТВС производится в соответствии с технологическими схемами движения ядерного топлива внутри АЭС

Схема движения ТВС на АЭС, состоящей из двух блоков ВВЭР-440 с общим центральным залом предусматривает несколько этапов.

Контейнеры со свежими ТВС выгружают из железнодорожных вагонов на склад свежих ТВС, на складе свежие ТВС извлекают из контейнеров и размещают в специальных чехлах.

Загруженные чехлы со свежими ТВС через транспортный коридор с центральным залом извлекают из УСТ и после перемещения краном через центральный зал размещают в универсальном гнезде бассейна выдержки

Затем свежие ТВС непосредственно загружены перегрузочной машиной в реактор № 1 или №2 при его перегрузке или расположены на стеллажах БВ для промежуточного хранения. (загрузка свежего топлива в реактор производится каждые 2-3 месяца).

Следующий этап движения ТВС перегрузка ядерного топлива с загрузкой свежих ТВС в реактор и выгрузкой отработавших ТВС.

ОТВС выгружаются из каналов активной зоны реактора с помощью перегрузочной машины в бассейны выдержки, находящиеся в центральных залах при каждом реакторе. После проведения необходимых работ отработавшее топливо остается в бассейнах выдержки до спада активности и мощности остаточного тепловыделения до величин, допускающих его транспортирование с территории АЭС на переработку. При хранении отработавшего ЯТ необходимая подкритичность обеспечивается конструкцией стеллажей. При этом размещение отработавшего ядерного топлива допускается осуществлять без каких-либо ограничений. При аварийной выгрузке свежее и облученное ЯТ первого года эксплуатации начальным обогащением свыше 3,6% должно размещаться в ячейках стеллажей бассейнов выдержки через ряд. Промежуточные ряды при этом допускается заполнять кассетами меньшим начальным обогащением либо указанным обогащением после первого года или последующих лет эксплуатации.

После трехлетней выдержки отработавших TВC в бассейне, производится их отправка на завод регенерации топлива. в транспортном упаковочном комплекте по железной дороге.

2.1.1 Методы учета и контроля ЯМ в технологическом процессе обращения со свежим топливом

Согласно НП-030-12, СУиК ЯМ должна выполнять следующие функции:

- сбор и хранение информации о ЯМ, поступающих на хранение в хранилище свежего топлива;

- формирование, регистрация и ведение учетных и отчетных документов;

- контроль за перемещением ЯМ;

- контроль доступа к ЯМ и защита данных;

- инвентаризация имеющихся в наличии ЯМ;

- предотвращение потерь, несанкционированного использования и хищения ЯМ;

- предоставление Федеральным органам исполнительной власти информации о наличии и перемещении ЯМ.

К ядерным материалам, подлежащим учету в хранилище ОЯТ относятся:

- уран-235.

Ядерные материалы находятся в ТВС и пеналах с твэлами исследованных ТВС, каждая из которых имеет идентификационный номер и является учетной единицей.

На заводе осуществляется своевременная постановка на учет и снятие с учета ЯМ на основании первичных учетных документов в соответствии с требованиями НП-030-12.

2.1.2 Схема движения ЯМ в ЗБМ

Граница ЗБМ показана на объекте следующим образом:

С завода-поставщика свежие сборки доставляются на АЭС по железной дороге, вагоны поочередно размещаются в транспортных коридорах (3), и контейнеры загружаются в узлы свежего топлива кран-балкой УСТ прямо из вагонов (2), затем свежие ТВС загружаются в реактор № 1 или №2(1,5) После загрузки свежего топлива происходит выгрузка отработавших ТВС и отправляется в БВ (4). После трехлетней выдержки отработавших TВC в бассейне, производится их отправка на завод регенерации топлива. в транспортном упаковочном комплекте по железной дороге. Схема движения ЯМ в ЗБМ показана на рисунке 1.



Рисунок 1 Схема движения ЯМ в ЗБМ

2.1.3 Анализ уязвимости ядерного объекта

Основной целью проведения анализа уязвимости на данном объекте является моделирование правонарушений с учетом технологического процесса на нем, выделение и категорирование внутренних и особо важных зон, оценка показателей уязвимости, как отдельных зон, так и объекта в целом, определение слабых мест и недостатков в комплексной системе безопасности.

2.1.4 Категорирование ядерного объекта

На данном объекте было проведено категорирование предметов физической защиты, в качестве критериев были рассмотрены:

– категория ЯМ-2;

- НСД - II категория;

- секретность - совершенно секретно;

Здания и сооружения АЭС относится к следующей категорией дифференцированных режимов доступа и поведения в них персонала и посетителей:

? категория Б помещения, где расположено технологическое оборудование, системы и приборы, нарушение функционирования которых или разрушение ведут к длительному выводу защищаемого объекта из строя и возможному локальному радиоактивному заражению;

Территория станции подразделяется на следующие зоны дифференцированных режимов охраны:

? расположение зон: внутренняя зона, особо важная зона;

? категория ЯО: категория II.

Категорирование охраняемого объекта проводится для необходимости обеспечения физической защиты.

Все вспомогательные производственные помещения, нарушение работы оборудования которых не создает угрозы безопасности АЭС, а также административные здания, хозяйственные постройки, помещения общественных организаций, медицинского и бытового обслуживания персонала являются не категорированными.

2.1.5 Модель нарушителя и сценарий осуществления диверсии

Необходимость использования моделей нарушителя на объекте во многом определяется категорией (типом) нарушителей, которые могут воздействовать на охраняемый объект.

Основная задача нарушителя в рассматриваемом аспекте состоит в скрытном преодолении средств технической укрепленности и «обходе» сигнализации для получения несанкционированного доступа на объект. Поэтому основной целью системы является противостояние угрозе проникновения нарушителя и его действиям по отношению к объекту и самой системе охранной сигнализации. Важным при концептуальном проектировании является моделирование нарушителя и создаваемых им угроз. Модель угроз представляет собой перечень возможных способов достижения цели нарушителя, сценариев наиболее вероятных его действий при несанкционированных проникновений.

В данной работе принятой угрозой является преднамеренное действие в отношении ядерных материалов, а именно подрыв хранилища свежих ТВС. Модель нарушителя можно представить следующим образом:

- типы (категории) нарушителей: внешний нарушитель второго типа в сговоре с внутренним нарушителем второго типа (диверсионная группа в составе 4-х человек);

- цели: диверсия;

- мотивация: антиядерный экстремизм;

- количество нарушителей: 5 человек;

- транспортное средство - грузовой автомобиль, оснащение, вооружение, инструменты, принадлежности: огнестрельное оружие, холодное оружие, взрывчатка;

- уровень осведомленности о ЯО: общий уровень осведомленности об СФЗ, основанный на ее визуальном изучении, и высокий - о расположении ПФЗ на территории ЯО;

- уровень технической квалификации и подготовленности: высокий уровень подготовки к преодолению физических барьеров, сигнально-заградительных и сигнализационных рубежей;

- тактика действий: смешанная-скрытая и насильственная.

Схема действий нарушителей представлена на рисунке 2.



Рисунок 2 Схема совершения НСД

Диверсионная группа работает по следующей схеме:

- проникновение на территорию объекта в составе рабочей бригады на транспортном средстве через АКПП в ЗЗ

- внутренний нарушитель(охранник) пропускает внешних нарушителей на территорию ядерного объекта без осуществления положенного досмотра. (возможность провоза взрывчатых веществ, спец средств для реализации диверсии )

- далее группа нарушителей с помощью спец средств через ждкпп и шлюз в ОВЗ попадает в транспортный коридор.

- далее в пункт хранения свежего топлива, где и осуществляет минирование и подрыв.

2.2 Выбор спектрометрического оборудования для измерений излучения образца

2.2.1 Детекторы ионизирующих излучений

Существует большое разнообразие детекторов ионизирующего излучения (ИИ) отличающихся по самым разнообразным признакам. В соответствии с этими признаками детекторы классифицируют на разные классы. Наиболее универсальными и общепринятыми являются классификации по скорости получения и обработки информации, а также по принципу действия (детектирования). По скорости получения и обработки информации все детекторы делят на 2 класса:

- детекторы немедленного действия;

- детекторы замедленного (пролонгированного) действия.

Первый класс детекторов характеризуется практически мгновенным получением и обработкой сигналов в виде импульсов электрического тока или напряжения на выходе. Полученные импульсы можно формировать, усиливать, передавать на большие расстояния без искажений, анализировать с целью получения полезных данных, представлять в удобной для исследования форме, то есть в виде таблиц, графиков, и так далее. Современные электронные средства позволяют эффективно и оперативно обрабатывать сигнал для получения нужной информации в реальном масштабе времени.

Второй класс детекторов имеет существенную задержку при получении и обработке информации об измеряемых характеристиках поля ионизирующего излучения. К этому классу относятся детекторы прямого заряда и разряда; термо, фото- хемо- и другие люминесцентные детекторы пролонгированного действия; трековые детекторы и другие. Воздействие ионизирующего излучения на них приводит к изменениям, которые регистрируются не вовремя, а после облучения.

По принципу действия детекторы подразделяются на газовые счетчики, сцинтилляционные детекторы, полупроводниковые детекторы.

2.2.2 Сцинтилляционные детекторы

Чувствительный объем сцинтилляционного детектора представляет собой люминесцентный материал (твердый, жидкий или газообразный), который "осматривается" прибором, регистрирующим вспышки света, вызванные гамма-квантами; обычно это фотоэлектрический умножитель.

Сцинтиллирующий материал может быть органическим или неорганическим. Примерами органических сцинтилляторов являются антрацен, пластмассы и жидкости. Два последних являются менее эффективными, чем антрацен. Основными из сцинтилляционных материалов являются йодид натрия (NaI), йодид цезия (CsI), сульфид цинка (ZnS) и йодид лития (LiI).

Когда гамма-кванты взаимодействуют с материалом сцинтиллятора, возникают ионизированные (возбужденные) атомы в материале сцинтиллятора, которые затем переходят в состояние с более низкой энергией и испускают фотоны света. В чистом неорганическом кристалле сцинтиллятора возвращение атома в состояние с более низкой энергией с испусканием фотона является малоэффективным процессом. С целью увеличения испускания видимых фотонов ко всем сцинтилляторам добавляются небольшие количества примесей, называемых активаторами. Типичным примером активированного сцинтиллятора, встречающимся в гамма-измерениях, является легированный таллием йодид натрия NaI(Tl).

Сцинтилляционный свет испускается изотропно, поэтому для минимизации потерь света сцинтиллятор обычно окружается отражающим материалом, таким, как MgO и затем оптически соединяется с фотокатодом ФЭУ. Фотоны сцинтилляции попадают на фотокатод и высвобождают электроны посредством фотоэлектрического эффекта. Эти фотоэлектроны затем ускоряются сильным электрическим полем в ФЭУ. По мере того как фотоэлектроны ускоряются, они сталкиваются с электродами в трубке (называемыми динодами), высвобождая дополнительные электроны. Затем этот возросший поток электронов снова ускоряется до столкновения с последующими электродами, вызывая сильное умножение (с коэффициентом 104 и более) электронного потока от его первоначального значения на поверхности фотокатода. Наконец, усиленный зарядовый импульс прибывает на выходной электрод (анод) трубки. Амплитуда этого импульса пропорциональна первоначальному количеству заряда, освобожденного на фотокатоде ФЭУ; постоянная пропорциональности представляет собой коэффициент усиления ФЭУ [14].