浅析雷达探测技术在核安保系统中的应用

马亮

【摘 要】核安保系统是由核材料衡算与控制、实物保护和保密等多项技术措施所构成的综合系统。其中实物保护系统，其主要有探测、延迟、响应三大子系统组成。文章重点从核安保实物保护技术角度研究雷达探测技术的应用，通过先进的雷达探测技术来提高实物保护控制区、保护区和要害区中探测的有效拦截概率，使其在核安保领域中发挥更重要的作用。

【关键词】核安保；实物保护系统；雷达探测

中图分类号： TU753；P631.3 文献标识码： A 文章编号： 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

核安全问题日益引起国际社会关注，主要是非传统安全问题凸显、核恐怖主义潜在威胁不容忽视、核材料流失和非法贩运风险上升，已成为各国共同面临的突出问题。国际连续四次举行核安全峰会，“核材料和核设施的安全”成为世界各国高度关注的议题，凝聚了国际社会核安全共识，开启了合作应对核安全挑战新进程，因此，提高核安保技術水平，预防和阻止涉核犯罪和恐怖主义，确保核材料和核设施安全。保障核工业安全、快速和持续健康发展。

1 核安保系统

核安保（Nuclear Security）是指预防、探测、延迟和响应涉及核材料或其他放射性物质或相关设施的盗窃、蓄意破坏、擅自接触、非法转移或其他恶意行为。IAEA已经逐步发展和建立了相对完善一整套核安保理念，如图1所示。

核安保系统是由核材料衡算与控制、实物保护和保密等多项技术措施所构成的综合系统。通过该系统对非法持有、使用或破坏核材料和核设施进行有效的预防、探测复核、延迟和响应处置，达到保护核材料与核设施的安全使用和有效运行。其中实物保护系统包括探测、延迟和响应三大子系统，三个防护区域，如图2，图3所示。一个有效的PPS，探测、延迟和响应三项功能都是必不可少的，这些功能必须依此顺序在一个时间段内发挥其作用，这个时间段应少于敌手实施攻击所需的时间。一个有效PPS能够发挥纵深保护作用，把区域失效的后果降至最低。

其中，探测报警系统包括：红外/微波探测器、收发分置（合置）微波探测器、张力铁丝探测器、光纤振动探测器、埋地电缆探测器、静电场探测器、脉冲电子围栏、麦克风电缆振动探测器等。防区中各种类型的探测器单独或联合使用，可及时探知入侵者穿越实物保护控制区、保护区围栏和要害区围栏的行为，在整个实物保护集成管理系统中发挥着重要作用，精准的探测可以为视频复核子系统（CCTV）提供更加有效的数据和信息，使响应力量更好地应对处置突发事件。

2 雷达探测技术

雷达的英文名称为Radar（Radio Detection and Ranging），含义是用无线电方法对目标进行探测和测距。雷达最基本的任务有两个，一是发现目标的存在；二是测量目标的参数。前者称为雷达检测，后者称为雷达参数提取或参数估值。雷达问世之初，主要的观察目标是飞机。发现飞机目标的过程是：雷达发射机向空间发射电磁波，电磁波遇到目标时，一小部分能量被反射回接收机，接收机接收到从目标反射回来的回波信号，如果它超过一定的门限电压值，就称为探测到了或者是发现了目标，由电波传播的往返时间即可获得雷达至目标的距离。

雷达系统组成主要包括以下几个部分：

·主振信号源

·定时器

·频率合成器

·主振功率放大链发射机

·收/发开关（T/R开关）

·雷达天线

·接收机

·数字信号处理机

·数字数据处理机

·雷达终端显示器

·天线伺服系统

3 雷达探测技术在核安保系统中的应用分析

3.1 核安系统中探测技术现状

目前国内大多数核设施的实物保护系统在保护区、要害区等会采用多种复核探测技术进行纵深和均衡防护，传统采用采用双层围网作为实体防护隔离屏障，保护区和要害区采用微波/红外、张力铁丝、振动电缆/光缆等探测报警系统。但以上探测系统仍存在很多局限和不足，其与雷达探测技术功能对比见表1。

3.2 探测系统设计与应用分析

以核设施保护区周界探测系统设计为例，设计布防两种方案进行对比分析。第一个方案选用常规探测方法，如振动电缆进行布防；第二个方案是采用雷达探测系统布防，两者进行效果对比。

综上所书，雷达探测技术与传统探测系统对比分析如下：

1）传统探测系统特性

·周界防护系统为“线式”防护；

·探测范围相当小，对控制区域外无法预警；

·低空、慢速、小型防护能力较弱；

·被动式防护，薄弱环节和盲区较多；

·对海面防护能力较差；

·受环境因素（风沙、高温、潮湿、酸碱、振动等）干扰较大；

2）雷达探测系统特点：

·周界防护系统为“面式”防护；

·主动式探测预警防护；

·高精度、低误报，全方位、立体防护；

·探测区域和范围相对大；

·海域、低空防护能力强；

·受环境（风沙、高温、潮湿、酸碱、振动等）因素影响小；

4 结论

本问重点介绍雷达探测技术及其基本特性，针对核安保系统的特点和应用，分析了用于核安保领域场所控制区、保护区和要害区的先进探测预警技术，即雷达探测技术，介绍了典型雷达防护系统的工作原理和组成部分及其优势，可以说，雷达探测预警技术将会在核安保领域中得到更好的应用和发展，从而有效提升核安保系统的立体防御能力，从而，更好地保护核设施的安全。

【参考文献】

[1]《核材料和核设施实物保护》（BJ/T1054-2007）.

[2]INFCIRC/225/REVISION 5，Nuclear Security Recommendations on Physical Protection of Nuclear Material and Nuclear Facilities，IAEA.

[3]《核材料实物保护公约》（修订版2016.05）.

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[5]YU Chen-long.Detection Ability Analysis on Long Range Early-Warning Phased Array Radar.Modern Defence Technology ，2017.4（2）.134-142.

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[7]Folker Hoffmann，Alexander Charlish.A Resource Allo-cation Model for the Radar Search Function.IEEEInternational Radar Conference，2014.

[8]Alexander Charlish，Karl Woodbridge，Hugh Griffiths.Phased Array Radar Resource Management Using Con-tinuous Double Auction[J.]IEEE Transactions on Aero-space and Electronic Systems 2015，51（3）：2212-2224.

[9]Chen Chun-hua.雷達探测技术在核电站实物保护系统中的应用.中国高新技术.