淺析雷達探測技術在核安保系統中的應用

馬亮

【摘 要】核安保系統是由核材料衡算與控制、實物保護和保密等多項技術措施所構成的綜合系統。其中實物保護系統，其主要有探測、延遲、響應三大子系統組成。文章重點從核安保實物保護技術角度研究雷達探測技術的應用，通過先進的雷達探測技術來提高實物保護控制區、保護區和要害區中探測的有效攔截概率，使其在核安保領域中發揮更重要的作用。

【關鍵詞】核安保；實物保護系統；雷達探測

中圖分類號： TU753；P631.3 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）15-0013-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.006

The Application Research of Radar Detection Technology on Nuclear Security Systems

MA Liang

（The Fourth Research and Design Engineening Corporation of CNNC，Shijiazhuang Hebei 050021，China）

【Abstract】Nuclear security system is a multidisciplinary comprehensive systems engineering.Physical protection system （PPS）is the most important part of it.PPS can be divided into three subsystems：Detection，Delay and Response.This paper focused on the application of radar detection technology on PPS of nuclear security systems.The radar detection can help to improve the interception probability of the detection system distributed in the controlled access area，the protected area and the vital area.It is an effective technology to play an important role in nuclear security field.

【Key words】Nuclear security；Physical protection system；Radar detection

0 概述

核安全問題日益引起國際社會關注，主要是非傳統安全問題凸顯、核恐怖主義潛在威脅不容忽視、核材料流失和非法販運風險上升，已成為各國共同面臨的突出問題。國際連續四次舉行核安全峰會，“核材料和核設施的安全”成為世界各國高度關注的議題，凝聚了國際社會核安全共識，開啟了合作應對核安全挑戰新進程，因此，提高核安保技術水平，預防和阻止涉核犯罪和恐怖主義，確保核材料和核設施安全。保障核工業安全、快速和持續健康發展。

1 核安保系統

核安保（Nuclear Security）是指預防、探測、延遲和響應涉及核材料或其他放射性物質或相關設施的盜竊、蓄意破壞、擅自接觸、非法轉移或其他惡意行為。IAEA已經逐步發展和建立了相對完善一整套核安保理念，如圖1所示。

核安保系統是由核材料衡算與控制、實物保護和保密等多項技術措施所構成的綜合系統。通過該系統對非法持有、使用或破壞核材料和核設施進行有效的預防、探測復核、延遲和響應處置，達到保護核材料與核設施的安全使用和有效運行。其中實物保護系統包括探測、延遲和響應三大子系統，三個防護區域，如圖2，圖3所示。一個有效的PPS，探測、延遲和響應三項功能都是必不可少的，這些功能必須依此順序在一個時間段內發揮其作用，這個時間段應少于敵手實施攻擊所需的時間。一個有效PPS能夠發揮縱深保護作用，把區域失效的后果降至最低。

其中，探測報警系統包括：紅外/微波探測器、收發分置（合置）微波探測器、張力鐵絲探測器、光纖振動探測器、埋地電纜探測器、靜電場探測器、脈沖電子圍欄、麥克風電纜振動探測器等。防區中各種類型的探測器單獨或聯合使用，可及時探知入侵者穿越實物保護控制區、保護區圍欄和要害區圍欄的行為，在整個實物保護集成管理系統中發揮著重要作用，精準的探測可以為視頻復核子系統（CCTV）提供更加有效的數據和信息，使響應力量更好地應對處置突發事件。

2 雷達探測技術

雷達的英文名稱為Radar（Radio Detection and Ranging），含義是用無線電方法對目標進行探測和測距。雷達最基本的任務有兩個，一是發現目標的存在；二是測量目標的參數。前者稱為雷達檢測，后者稱為雷達參數提取或參數估值。雷達問世之初，主要的觀察目標是飛機。發現飛機目標的過程是：雷達發射機向空間發射電磁波，電磁波遇到目標時，一小部分能量被反射回接收機，接收機接收到從目標反射回來的回波信號，如果它超過一定的門限電壓值，就稱為探測到了或者是發現了目標，由電波傳播的往返時間即可獲得雷達至目標的距離。

雷達系統組成主要包括以下幾個部分：

·主振信號源

·定時器

·頻率合成器

·主振功率放大鏈發射機

·收/發開關（T/R開關）

·雷達天線

·接收機

·數字信號處理機

·數字數據處理機

·雷達終端顯示器

·天線伺服系統

3 雷達探測技術在核安保系統中的應用分析

3.1 核安系統中探測技術現狀

目前國內大多數核設施的實物保護系統在保護區、要害區等會采用多種復核探測技術進行縱深和均衡防護，傳統采用采用雙層圍網作為實體防護隔離屏障，保護區和要害區采用微波/紅外、張力鐵絲、振動電纜/光纜等探測報警系統。但以上探測系統仍存在很多局限和不足，其與雷達探測技術功能對比見表1。

3.2 探測系統設計與應用分析

以核設施保護區周界探測系統設計為例，設計布防兩種方案進行對比分析。第一個方案選用常規探測方法，如振動電纜進行布防；第二個方案是采用雷達探測系統布防，兩者進行效果對比。

綜上所書，雷達探測技術與傳統探測系統對比分析如下：

1）傳統探測系統特性

·周界防護系統為“線式”防護；

·探測范圍相當小，對控制區域外無法預警；

·低空、慢速、小型防護能力較弱；

·被動式防護，薄弱環節和盲區較多；

·對海面防護能力較差；

·受環境因素（風沙、高溫、潮濕、酸堿、振動等）干擾較大；

2）雷達探測系統特點：

·周界防護系統為“面式”防護；

·主動式探測預警防護；

·高精度、低誤報，全方位、立體防護；

·探測區域和范圍相對大；

·海域、低空防護能力強；

·受環境（風沙、高溫、潮濕、酸堿、振動等）因素影響小；

4 結論

本問重點介紹雷達探測技術及其基本特性，針對核安保系統的特點和應用，分析了用于核安保領域場所控制區、保護區和要害區的先進探測預警技術，即雷達探測技術，介紹了典型雷達防護系統的工作原理和組成部分及其優勢，可以說，雷達探測預警技術將會在核安保領域中得到更好的應用和發展，從而有效提升核安保系統的立體防御能力，從而，更好地保護核設施的安全。

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