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-1-第八章核材料管制与核设施实务保护z核材料安全，包括两个方面，一方面是防止破坏，造成放射性对环境的污染；另一方面是防止盗窃、非法转移和非法使用。z在整个核燃料循环过程中，铀的浓缩、元件制造、乏燃料运输、贮存和后处理过程是核材料最易流失的环节，应严加防范。对于核反应堆工程，则更多的是防止破坏。第一节核材料管制的目的、基本要求和采取的对策一、核材料基本概念z源材料（不包括钍）、特种可裂变材料、氚、锂-6及含上述物质的材料和制品都称为核材料。z直接使用核材料是指不需经过核素转换或进一步富集就能用于制造核爆炸装置的核材料。例如高富集度的铀、铀233、钚238含量低于80%的钚；以及含上述物质的化合物、混合物（如铀-钚混合氧化物元件）和乏燃料中的钚。z间接使用核材料是指除直接使用核材料以外的所有核材料。如天然铀、贫化铀、低富集度铀和钍。这些核材料必须经过进一步的浓缩转换为高富集度铀或放入反应堆中产生钚239，才能用于制造核爆炸装置。二、核材料管制目的z核材料管制目的是“确保核材料的安全与合法利用，防止被盗、破坏、丢失、非法转让和非法使用。保护国家和人民群众的安全，促进核能事业的发展”。z如何防范有预谋的核走私和极端恐怖集团的袭击以及恐怖分子利用核材料进行恐怖活动，也是核材料管制的目的之一。三、核材料管制基本要求z核材料管制的基本要求是：（1）保证符合国家利益及法律的规定；（2）保证国家和人民群众的安全；（3）保证国家对核材料的控制，在必要时国家可以征收所有核材料。四、核材料管制的对策z核设施的运行安全是通过立法和许可证管理制度来保证。同样，核材料安全也是通过制定核材料管制法律和实行许可证制度以及严格的监督来保证。z根据“安全第一，预防为主”的方针和国际惯用的对核材料“看住、发觉、追回”的纵深防御思想，对核材料管制所采取的主要对策是：（1）实物保护。实施技防措施和人防措施相结合的方法，达到“看住”核材料，不让核材料丢失或破坏或非法使用；（2）核材料衡算与控制。通过核材料进出量的严格控制，定期盘存和衡算，及时“发觉”核材料的丢失；（3）制定应急行动计划。（又叫紧急情况的处置方案）。一旦发觉核材料丢失，根据预先制定的应急-2-计划，采取措施，全力侦破，“追回”核材料。上述三项措施具有内在的逻辑关系，相互补充和互相衔接，构成了一个完整的核材料管制安全体系，确保核材料安全。第二节核材料衡算管理z实物保护是从保卫角度来防止核材料被破坏或被偷盗的。z核材料衡算管理，概括为三部分，即记录报告系统；衡算计算方法和评价；监督检查大纲和程序。z记录报告系统为核材料核算管理，为核材料衡算系统的核查提供所需的一切信息和数据。z为此记录报告系统必须做到真实性、准确性和及时性。数据的可追溯性、技术支持文件的系统完整性是设计记录报告系统的重要指针和标准。z失去数据的可追溯性，即认为出现反常现象，这极大可能意味着发生了核材料丢失和非法转移。一、核材料分类z核材料衡算管理分为件料核设施（例如各种反应堆）和散料核设施（例如元件制造厂、离心分离厂和后处理厂等）。z件料核设施是以点件数、核对标识符和辅以定性检验来实现核材料的衡算控制，可以说不依靠测量系统提供衡算数据。z散料核设施的核材料衡算必须建立在测量系统提供的测量数据基础上。二、核材衡算方法z核材料衡算采用闭合平衡的方法。z所谓核材料平衡是指加工生产过程中，核材料的不平衡差（MUF），即所谓的无名损失量，必须是在法规限定的标准误差的2倍之内。z一个衡算周期内的设施的MUF值可看作是设施对其核材料衡算管理好坏程序的一个量度。也是监管部门定量地评估在核材料管理方面的一个关键性的定量指标。z营运单位报出的MUF为表观MUF值，它是以周期内测量值为依据的。件料设施MUF值一般为零，如不为零，一定发生了点数错误。而散料设施，由于测量误差、未测的存留量和未测的损失量等，一般MUF不可能为零。z造成不平衡差的原因来自核材料平衡区中所有测量造成的误差∑λi、盘存测量产生的错误A和可能长生的非法转移B。z如果MUF超过2δMUF，则要进行核查分析，改正错误后，MUF值仍然过大，则要考虑存在非法转移的可能性（即B＞0）。各类设施的闭合平衡MUF的相对标准偏差限值设施类型δMUF/%铀同位素浓缩铀加工钚加工厂铀后处理钚后处理0.20.30.50.81.0注：δMUF（%）——衡算全过程中的MUF相对标准偏差，用总量的百分数表示。-3-三、衡算周期的确定z衡算周期要保证使觉察时间小于转换时间。z由于高浓度铀及钚转换时间短和显著量的值小，因此其衡算周期定为两个月。z对于轻水堆而言，达到一个核材料显著量相应为10-15个新燃料组件，或5-6个乏燃料组件；所以对轻水堆核电厂而言，其衡算周期为每年至少一次。z元件加工厂一般考虑每年至少一次。四、核材料平衡区（MBA）和关键测量点（KMP）z为了核材料衡算管理的方便，一个衡算单位往往划分为若干个核材料平衡区。平衡区划分的原则是：（1）平衡区的划分应尽量与实体边界相一致；（2）平衡区的大小应有利于核材料的准确测量和行政管理；（3）平衡区的划分应充分采用封隔/监视系统，以减少测量工作量和保证物流测量的完整性；（4）衡算的方法，是清点件数还是测量数量；（5）物料平衡计算可能达到的精度和衡算报告的简易性；（6）充分考虑企业商业敏感数据的保密性。z对于核电厂，IAEA建议采用单一的MBA结构，在新燃料组件贮存库，堆芯和乏燃料贮存池分别设置3个库存关键测量点，并分别建立3个流动关键测量点。z研究堆和动力堆均可采用单一MBA结构，对于双堆或多堆核电厂，并且每个堆分别设置新燃料贮存库和乏燃料贮存水池，则将每个堆划分为一个MBA为好，整个核电厂为多MBA结构。第三节实物保护一、实物保护概念z核材料和核设施实物保护，其含义为用于防止非法转移核材料和破坏核设施的保护措施和技术。z实物保护是一个综合性的概念。它包括设施设计（包括平面布置等）和警卫组织、保卫制度、人防措施等软件部分以及实体屏障、探测报警系统等技术防范等硬件部分组成。z实物保护要求有效性和完整性。z实物保护的目标是，创造条件将非法转移核材料或破坏核设施的可能性降低到最低限度，并提供情况和技术援助，以支持国家采取迅速而全面的措施，确定遗失核材料的地点并追回核材料及最大限度地减少破坏的影响。z实物相对于无形物而言。实物保护是指监督有形物免受未授权的非法转移。核保障领域的实物保护对象特指核材料和核设施，所以称核材料核设施实物保护。核材料核设施实物保护的格局和技术既具有一般实物保护的共性，又有自身的特殊性。z实物保护的目的：（1）保证核设施和核材料的安全；（2）防止无罪或非有意穿入保护区；（3）保证准确探测、识别、拦截和防止有意侵入保护区域；（4）准确和有效控制并保证经核准者顺利进入保护区域；（5）保证对突发事件及时响应；（6）在应急情况下，保证消防、医疗和事故处理人员顺利出入保护区域。z对核设施实物保护的要求：（1）核设施安全监管管理部门应规定核设施的实物保护要求，以防止遭受破坏。应考虑可能的放射-4-性释放、核设施的地点和国内的具体情况。（2）不论核材料属于那类等级，只要核设施有可能遭受破坏，救应执行某种适当的实物保护措施；（3）一个核设施执行何种实物保护措施，不仅要考虑其使用、存有核材料的类别，还应考虑遭受破坏的潜在的放射性释放危险给环境带来的危害，核材料的分级可能不反映这种危害性，因此，核设施的实物保护必须考虑这种危害性；（4）核设施放射性释放的危险程度与遭受破坏的方式、核设施的设计状况和安全性有关。因此，应针对不同的核设施遭受破坏的后果严重程度作专门评价，在这方面，核安全专家与实物保护专家应密切配合。二、核材料和核设施的实物保护级别z核材料和核设施的实物保护级别取决于对核设施或核材料的风险等级、国家设计基准威胁和放射性后果。z核材料的分类是基于制造核爆炸装置的材料的潜在风险为依据，而这种风险本身又取决于核材料的类型（钚、铀、钍）；同位素组分（特别是可裂变同位素含量）；物化状态；稀释程度；辐射水平和核材料数量。z按照转为军事目的或作为恐怖工具难易程度，制造核爆装置所需的化学和物理过程越少，则核材料所属的类别就越高。z钚和高富集度铀属于最高类别。低富集度铀、天然铀、贫化铀和钍则属于较低的类别。z核材料实物保护等级划分等级材料状态ⅠⅡⅢ钚未辐照过的2kg以上10g~2kg10g以下未辐照过的，U富集度≥20%的浓缩铀5kg以上1kg~5kg1kg以下未辐照过的，U富集度为10%~20%的浓缩铀20kg以上1~20kg铀未辐照过的，U富集度＜10%的浓缩铀（不包括天然铀）-300kg以上10~300kg氚未辐照过的，以氚量计10g以上1~10g0.1~1g锂浓缩锂（以锂计）20kg以上1~20kgz核材料实物保护分级涉及到固定场所的警卫和守护、固定场所的实体屏障、固定技防措施和核材料运输保卫等方面。zHAF0501/01对一、二、三级核材料的实体屏障的要求作了明确规定。其中要求建立完整、可靠的实体屏障。z根据核设施的重要程度和潜在风险，执行核设施的实物保护分级（1、2、3级）和分区（要害区、保护区、控制区）保护。z根据核设施在遭到破坏后可能产生的放射性释放对公众和环境的危害程度；核设施中核材料的类型、数量、富集度、辐射水平、物理和化学形态、核设施所处的地理位置及具体情况等因素，将核设施分为三个实物保护级别。在核设施级别与核材料级别不一致时，应按其中的最高等级确定核设施实物保护的级别。z实施一级实物保护的核设施：（1）核材料数量达到一级实物保护的设施；（2）堆芯热功率在100MWth以上的反应堆装置；（3）包含一部分新近卸堆的乏燃料，且总量大于1017Bq铯-137的乏燃料池；（4）独立存放和处理高放废液的设施；（5）乏燃料元件后处理设施等。-5-z实施二级实物保护的核设施：（1）核材料数量达到二级实物保护的设施；（2）堆芯热功率在2~100MWth以上的反应堆装置；（3）独立存放和处理高放固体废物及中放废液的设施；（4）含有需作主动冷却处理核燃料的乏燃料池；（5）若发生不受控临界事故，其影响可能波及周界外超过0.5km范围的设施等。z实施三级实物保护的核设施：（1）核材料数量达到三级实物保护的设施；（2）堆芯热功率小于2MWth的反应堆装置；（3）独立存放和处理中放固体废物及低放废液的设施；（4）若失去屏蔽，直接外照射剂量率在1m处超过100mGy/h的设施；；（5）若发生不受控临界事故，其影响可能波及周界外0.5km范围的设施等。z核设施的实物保护区域应划分为控制区、保护区和要害区，实行分区保护与管理。实施一级保护的核设施——控制区、保护区和要害区；实施二级保护的核设施——控制区、保护区；实施一级保护的核设施——控制区；三区呈纵深布局，即要害区在保护区内，保护区在控制区内。三、实物保护系统的设计和评价z设计一个有效的实物保护系统，应考虑如下诸因素：（1）确定实物保护系统目标；（2）对实物保护设计的要求；（3）实物保护的功能要求；（4）实物保护的组成；（5）实物保护系统的设计和评价；（6）实物保护系统方案改进。z设计基准危险是核设施进行实物保护系统设计的前提。z在美国的联邦法规（10CFR，PART73）中对核设施及核材料的实物保护的设计基准威胁，作了明确到规定：（1）恶意袭击；（2）偷盗或非法转移。z实物保护系统必须具备探测、延迟、响应功能。同时还应该充分考虑以下原则，使实物保护系统的有效性和完整性得到提高。（1）纵深防御；（2）均衡防护；（3）冗余原则；（4）有效性和完整性。z实物保护系统必须具备的基本功能有探测、延迟、响应。z实物保护系统一般由以下各子系统组成：（1）实体屏障；（2）出入口控制；（3）周界探测与报警复核；（4）保卫控制中心；（5）通讯系统。-6-第四节核材料管制的监督检查一、核材料管制监督检查要求z核材料管制监督检查要求：（1）监督检查必须覆盖所有与核材料管制有关的物项和活动，通过监督检查有效地核实许可证持有单位的核材料管制有关的