原子力MASINT
インテリジェンスサイクル管理
情報収集管理
マシント

核MASINTは、測定・シグネチャー・インテリジェンス（MASINT）を構成する6つの主要なサブ分野の一つとして一般的に認められており、核兵器、原子炉、プロセス、材料、装置、施設に関連する核放射線やその他の物理現象から得られる情報の測定と特性評価を網羅しています。核モニタリングは、遠隔地から、あるいは原子力施設への現地査察中に実施することができます。データ活用により、核兵器、原子炉、および材料の特性評価が可能になります。世界中の多くのシステムが、核爆発や核物質生産を検知・監視しています。[ 1 ]

米国国防総省によると、MASINTとは、専用のMASINTシステムによって収集、処理、分析された結果、固定または動的な標的源のシグネチャ（特徴）を検出、追跡、識別、または記述する技術的に導き出された情報（従来の画像によるIMINTおよび信号諜報SIGINTを除く）である。MASINTは1986年に正式な情報分野として認められた。 [ 2 ] 物質情報（Materials Intelligence）は、主要なMASINT分野の1つである。[ 1 ]

ほとんどのMASINT分野と同様に、原子力MASINTは他の分野と重複しています。原子力MASINTにおける放射線調査は、特定の人や物への影響を測定するエリアオペレーションです。一方、核実験分析は、空気サンプルや汚染地域などから採取したサンプルの現場または基準実験室での分析に重点を置いています。

MASINTの多くの分野と同様に、特定の技術は、MASINT研究センターによって定義されたMASINTの6つの主要な概念分野と重複する可能性があります。このセンターでは、MASINTを電気光学、核、地球物理学、レーダー、材料、および無線周波数の分野に分類しています。[ 3 ]

特に、核MASINTと材料MASINTにおける核分析技術の間には、わずかな違いがあります。基本的な違いは、核MASINTは、核爆発、事故やテロによる放射性雲、その他の放射線事象といったリアルタイムの核事象の特性を取り扱うことです。一方、同じ現象を観察する材料MASINTアナリストは、よりミクロレベルの視点を持ち、大気サンプルからの放射性降下物粒子、地表汚染、大気中に放出された放射性ガスなどを分析します。

一部の核MASINT技術は、この分野にかなり恣意的に分類されています。例えば、核爆発による雲の輝度と不透明度の測定は通常、核MASINTとみなされますが、これらのパラメータを測定するために使用される技術は電気光学的です。ここでの恣意的な区別により、核MASINTは電気光学MASINTよりもより具体的な説明となります。

放射線調査と線量測定

核戦争、核兵器事故後、そして現代の「汚い爆弾」による放射線戦争の脅威において、高強度電離放射線の強度と人員が浴びた累積線量を測定することは、重要な安全情報である。[3]

調査機能は、存在する活性電離放射線の種類を測定します。[ 4 ]

劣化ウラン（DU）（ウラン238など）に含まれるアルファ粒子放出体は遠距離では危険ではありませんが、発射された粉塵やDU装甲を備えた損傷した車両の安全な取り扱いにはアルファ粒子の測定が必要です。

人間が監視できる環境の調査

アルファ粒子を検出できる基本的な現場調査機器は、AN/PDR-77のようなシンチロメーターです。シンチロメーターは最大8種類のプローブを接続できます。各プローブは自動的に認識され、固有の校正情報が不揮発性メモリに保存されます。AN/PDR-77には3種類のプローブが付属しています。100cm²の亜鉛硫黄（ZnS）アルファプローブ、2本のガイガー管付きベータプローブおよびガンマプローブ、そして5インチのヨウ化ナトリウム（NaI）低エネルギーX線プローブは、プルトニウムおよびアメリシウム（Am）-241の表面汚染レベルをμCi/m²単位で測定・検出できます。GMパンケーキプローブと1インチ×1.5インチのNaIマイクロRプローブを含むアクセサリキットも用意されています。アルファ粒子とベータ粒子がセンサーに到達できるように、取り外し可能な各種シールドも用意されています。

トリチウム調査には特殊な機器が使用されます。トリチウム濃度はAN/PDR-73または-74で測定されます。電離箱式、フィルムバッジ式、熱ルミネッセンス式など、幅広い種類の個人線量計をご用意しています。

ウランの現地調査は、ウラン同位体および娘核種から放出される60～80keVのX線を測定することで最も効果的に実施されます。プルトニウムの場合、60keVの強いガンマ線を放出する付随汚染物質Am-241を検出することが最良の方法です。元の分析値と兵器の使用年数が分かれば、プルトニウムとアメリシウムの比率を正確に計算し、プルトニウムによる汚染の総量を判定することができます。[ 4 ] 現場環境では制御できない多くの要因は、事故現場に持ち込める移動型実験室で管理できます。通常、その機能には、ガンマ分光法、非常に薄いアルファ線およびベータ線放出サンプルの低バックグラウンド測定、トリチウムなどの極めて低エネルギーのベータ線放出物質を検出する液体シンチレーションカウンターなどが含まれます。

国防総省の指令では、検出は測定よりも困難であり、MASINTには後者が必要であるという区別が明確にされています。「P5.2.2.1. 核放射線の検出は容易ではありません。放射線の検出は常に多段階にわたる、非常に間接的なプロセスです。例えば、シンチレーション検出器では、入射放射線が蛍光物質を励起し、蛍光物質は光子を放出することで脱励起します。光は光電子増倍管の光電陰極に焦点を合わせ、電子雪崩を引き起こします。電子シャワーは電気パルスを発生させ、それが測定者が読み取るメーターを作動させます。当然のことながら、実際に放出された放射線量とメーターの指示値との間の定量的な関係は、多くの要因が複雑に絡み合った関数です。これらの要因は実験室でのみ適切に制御できるため、真の測定は実験室環境でのみ行うことができます。」これはフィールド実験室でも可能です。

半導体、特に超高純度ゲルマニウムをベースにした検出器は、シンチレータよりも固有のエネルギー分解能に優れており、ガンマ線分光測定に使用可能な場合には好んで使用されます。中性子検出器の場合、中性子を効率的に散乱させる水素を豊富に含むシンチレーション材料を使用することで高い効率が得られます。液体シンチレーションカウンタは、ベータ線を定量化する効率的かつ実用的な手段です。

高レベル放射能地域の調査

チェルノブイリやアイダホ州のSL-1のように、原子炉事故によって極めて高い放射性物質レベルが残留した例もあります。チェルノブイリの場合、多くの勇敢な救助・被害軽減作業員が、それを承知の上で、あるいは承知せずに自ら命を落としました。SL-1は遠隔地で、格納容器の健全性が保たれていたため、非常に慎重な除染作業が行われ、危険は最小限に抑えられました。

これらの事件やその他の事件以来、遠隔操作車両や自律走行車両の技術は向上しました。

反ニュートリノの検出と監視

原子炉で生成されるエネルギーのかなりの部分は、極めて透過性の高い反ニュートリノの形で失われ、その特徴から原子炉内部の反応の種類が明らかになる。そのため、反ニュートリノ検出器を用いて遠隔から反ニュートリノの位置を特定し監視する研究が行われている。[ 5 ]当初はスペクトルデータの不足により進展が見られなかったが、2000年代初頭に解像度が向上したこのプロセスはカナダで実証され、イランの原子力エネルギー計画で提案されている原子炉の遠隔監視に役立つ可能性が示唆されている。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]中国の多国籍研究機関である大亜湾原子炉ニュートリノ実験は、現在（2016年時点）この分野で世界で最も重要な研究施設である。

宇宙からの核エネルギー検出

1959年、米国は宇宙配備型核センサーの実験を開始し、その第一歩としてVELA HOTEL衛星を打ち上げました。これらの衛星は当初、X線、中性子、ガンマ線検出器を用いて宇宙空間における核爆発を検知することを目的としていました。改良されたVELA衛星には、バンメーターと呼ばれる電気光学MASINT装置が搭載され、核爆発の特徴的な兆候である数ミリ秒間隔の二重閃光を検知することで、地球上の核実験を検知できるようになりました。また、無線周波数MASINTセンサーを用いることで、衛星は地球上で発生する電磁パルス（EMP）の兆候も検知できるようになりました。

いくつかのより高度な衛星が初期のVELAに取って代わり、その機能は現在、 GPSナビゲーション情報に使用されるNAVSTAR衛星の追加機能として、統合運用核探知システム（IONDS）として存在しています。

電離放射線による物質への影響

電離放射線は、直接的な生物学的影響だけでなく、物質に構造的な影響を及ぼします。

構造的弱体化

原子炉は通常、頑丈な容器に収められていますが、長期間にわたる中性子照射によって鋼鉄が脆くなる可能性があることは、当時はすぐには認識されていませんでした。例えば、旧ソ連の潜水艦原子炉が十分なメンテナンスや廃止措置を受けていない場合、格納容器内の鋼鉄や炉心に達する配管の強度が低下し、破損する危険性が累積的に生じます。放射線の種類と密度に応じてこれらの影響を理解することは、メンテナンスが不十分な原子力施設がいつ桁違いに危険度を増すかを予測するのに役立ちます。[ 10 ]軽水冷却加圧水型原子炉の出力運転中、放射線誘起脆化により原子炉圧力容器（RPV）の構造健全性を維持するために重要な特定の機械的特性が劣化する。具体的には、高速中性子（E > 1 MeV）によるRPV鋼の放射線誘起脆化は、極端な温度・圧力条件下で鋼の破壊靭性の低下を招き、容器の健全性を損なう可能性がある。このいわゆる高速中性子脆化は、中性子照射量、中性子エネルギースペクトル、鋼の化学組成など、多くの要因が複雑に絡み合った結果である。中性子照射量率など、その影響はまだ十分に調査されていない追加要因も影響する可能性がある。圧力容器の健全性に潜在的な損傷が生じることで安全上明らかな影響が生じることから、米国原子力規制委員会（US NRC）は、原子炉圧力容器の構造健全性を確保するための要件を制定した。保存される。」[ 10 ]しかし、この目標の要件は、原子炉が厳しい安全係数に基づいて建設されたことを前提としています。

半導体への損傷

電離放射線は半導体を破壊したりリセットしたりする可能性があります。しかし、電離放射線と電磁パルスによる損傷には違いがあります。電磁パルス（EMP）MASINTは、核MASINTを補完する分野です。

参考文献

  1. ^ a b米陸軍 (2004年5月). 「第9章 測定と信号諜報」 .野戦教範2-0、諜報. 陸軍省. FM2-0Ch9. 2007年7月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年10月3日閲覧。
  2. ^機関間OPSEC支援スタッフ（IOSS）（1996年5月）。「オペレーション・セキュリティ・インテリジェンス脅威ハンドブック：セクション2、インテリジェンス収集活動と規律」。IOSSセクション2。2007年10月3日閲覧。
  3. ^ MASINT研究センター. 「MASINT研究センター」 . 空軍工科大学. CMSR. 2007年7月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年10月3日閲覧。
  4. ^ a b核・化学・生物防衛プログラム担当国防長官補佐官室（2005年2月22日）「核兵器事故対応手順（NARP）」（PDF） 。DoD3150.8-M。 2011年3月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年10月3日閲覧。
  5. ^ 「反ニュートリノを用いた原子炉の監視」 physicsworld.com 、 2014年8月12日。 2016年10月1日閲覧。
  6. ^反ニュートリノを用いた原子炉の監視
  7. ^反ニュートリノ検出器はイランの核開発計画を監視する鍵となる可能性がある。新型の小型反ニュートリノ検出器は、次世代の核安全保障手段となる可能性がある、IEEEスペクトラム
  8. ^ CANDU不拡散と保障措置：「あまり語られない良い話」14ページ
  9. ^核拡散防止のための反ニュートリノ検出
  10. ^ a b電離放射線測定・標準に関する評議会（2004年12月）「電離放射線測定・標準の必要性に関する第4次報告書」（PDF） CIRMS-4。2007年6月24日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2007年10月17日閲覧。
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