Національна Академія Наук України Інститут ядерних досліджень kinr.kiev.ua

1. Науково-технологічний центр в Україні (STCU)8-9 лютого 2010, м. Київ, Україна Експертиза ядерних і радіоактивних матеріалів в Інституті ядерних досліджень Національна Академія Наук УкраїниІнститут ядерних досліджень www.kinr.kiev.ua В.В.Тришин

2. Зміст доповіді • Законодавча база • Мета і завдання ядерної (радіологічної) криміналістичної експертизи • Огляд технічних можливостей експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД • Міжнародне співробітництво в галузі протидії незаконному обігу та ядерної криміналістики • Приклади випадків експертизи ядерних і радіоактивних матеріалів вилученних із незаконного обігу

3. Правові основи для експертної діяльності ІЯД • Постанова Кабінету Міністрів України № 207 від 4 березня 1997 року "Про затвердження Порядку взаємодії органів виконавчої влади та причетних юридичних осіб в разі виявлення джерел іонізуючого випромінювання, які перебувають у незаконному обігу". Постанова встановлює порядоквзаємодії органів виконавчої влади та причетних юридичних осіб в разі виявлення джерел іонізуючого випромінювання, які перебувають у незаконному обігу. Статус головної експертної організації було надано Інституту ядерних досліджень НАН України. • Розпорядження Кабінету Міністрів України № 488-р від 3 вересня 1997 року: “Покласти на Інститут ядерних досліджень НАН України забезпечення науково-технічного супроводу та участі у проведенні державної експертизи в галузі обліку і контролю ядерних матеріалів, фізичного захисту ядерних установок, ядерних матеріалів”. • Постанова Кабінету Міністрів України № 813 від 2 червня 2003 року "Про затвердження Порядку взаємодії органів виконавчої влади та юридичних осіб, які провадять діяльність у сфері використання ядерної енергії, в разі виявлення радіонуклідних джерел іонізуючого випромінювання у незаконному обігу”. • Договір з Державною Службою експортного контролю України (1996 р.) щодо проведення технічної експертизи ядерних товарів і технологій, товарів і технологій подвійного призначення.

4. Попереження (перша лінія оборони) Детектування (друга лінія оборони) Реагування (третя лінія оборони) Ядерна криміналістична експертиза – одна із складових “Реагування” Найвища мета ядерної криміналістичної експертизи: • Визначити джерело надходження вилученого ядерного матеріалу або джерела іонізуючого випромінювання, його можливе застосування і останнього законного власника. Місце ядерної криміналістичної експертизи в протидії ядерній контрабанді та ядерному тероризму Три складові ядерної безпеки (Nuclear Security):

5. Ядерна криміналістична експертиза • Досягнення цієї мети можливе лише за умови детальної характеризації вилученого матеріалу та порівняння визначенних характеристик з доступними даними виробників ядерних матеріалів та радіоізотопної продукції. Дослідження вилученого матеріалу / джерела • Характеристики: • активність • ізотопний склад • хімічна сполука • домішки (хімічні і радіоактивні) • елементні / ізотопні відношення • дата виготовлення / вік • геометрія та розміри • густина • позначки (заводський номер) • колір ... Список можливих виробників і користувачів База даних ядерних матеріалів / реєстр джерел Рекомендації щодо додадкових досліджень

6. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД Портативна система U/Pu InSpector на основі планарного HPGe детектора GL0515R: FWHM=600 eV at 122 keV GL1015R: FWHM=550 eV at 122 keV Портативна електроніка: - InSpector IMCA - DSA-1000

7. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД Стаціонарнийвисокоефективний HPGe гамма-спектрометрз цифровою і аналоговою електронікою

8. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД Радіохімічна лабораторія для радіохімічного розділення та концентрування досліджуваних зразків- 4-камернийнапівпровідниковий альфа-спектрометр

9. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД 1220 Quantulus: низькофоновий рідинно-сцинтиляційний спектрометр

10. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД JCC-51 - колодязний лічильник збігів активного типу (AWCC) • Активний режим: вимірювання маси урану в зразках високого збагачення - метал, UO2у вигляді порошку і таблеток, U скрап, паливні стержні і т.і. • Пасивний режим: вимірювання ефективної маси240Pueffв зразках плутонію різного походження. • Нейтронне джерело:1.2 Кі AmLi GammaTron (модель AN-HP) використовується у вимірах вактивному режимі • Електроніка: на базі зсувного регістра JSR-14 • Програмне забезпечення:INCC

11. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД Спеціалізоване програмне забезпечення і бібліотеки даних • GENIE-2000 V.2.1A: базове програмне забезпечення для гамма-спектрометричних вимірів з інтерактивною підгонкою піків та іншими опціями • MGAU V.2.2 та V.4.0 та MGA V.9.63: вимірювання ізотопного складу урану та плутонію методом багатогрупового аналізу • FRAM V.3.4: вимірювання ізотопного складу урану і плутонію • IMCA V.1.1: вимірювання збагачення товстих зразків урану • NuChart V.4.0 : база ядерно-фізичних даних

12. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯДСтандартний матеріал SRM 969 Матеріал: U3O8порошок, m = 200 г,  = 2.5 г/cм3; Зовнішні розміри: Z = 80 мм, H = 90 мм; Об’єм матеріалу: DS = 70 мм, HS = 20.8 мм; Товщина Al вікна: d = 2 мм. Сертифікований ізотопний склад, мас. %:

13. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД Стандартний матеріал CRM 146 Матеріал: U3O8порошок, m = 230 г,  = 3.78 г/cм3; Зовнішні розміри: Z = 80 мм, H = 90 мм; Об’єм матеріалу: DS = 70 мм, HS = 15.8 мм; Товщина Al вікна: d = 2 мм. Сертифікований ізотопний склад, мас. %:

14. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД - важкі захисні бокси (“гарячі” камери) для роботи з джерелами іонізуючого випромінювання високої активності - сховище ядерних матеріалів, обладнане сучасною системою фізичного захисту, для зберігання вилучених із незаконного обігу ядерних матеріалів.

15. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД • Категоризація ядерного матеріалу на місці інциденту (збіднений, низько- або високозбагачений уран, плутоній) • Радіологічна характеризація вилучних упаковок і предметів на місці інциденту (рівні рідіоактивного забруднення, дозові характеристики) • Прицезійне визначення ізотопного складу зразків Pu i U • Визначення віку (проміжку часу з моменту останнього хімічного розділення) зразків Pu i U • Визначення маси Pu i U в зразках різного походження • Визначення густини твердих зразків ядерних матеріалів • Дослідження слідових кількостей альфа-забруднення та ізотопного складу Pu i U в зразках навколишнього середовища, відібраних на місці інциденту

16. Технічні можливості експертного дослідження ядерних і радіоактивних матеріалів в ІЯД • ThermoFinnigan Element 2 ICP-MS – високопрецизійний і високочутливий мас-спектрометр з індуктивно зв‘язаною плазмою Подальше розширення можливостей (проекти TACIS & IFS): • Мобільна експертна лабораторія з комплектом портативного обладнання для проведення експертного дослідження на місці інциденту • Створення регіональної (для країн блоку ГУАМ) експертної ядерної криміналістичної лабораторії на базі ІЯД НАН України

17. Міжнародна кооперація • Проект TACIS U5/95 (1999-2001) • Проект TACIS, програма ядерної безпеки2005, Задача F (2008-2012) • Проект TACIS, програма ядерної безпеки2005, Задача K (2008-2012) • Короткострокові й довгострокові тренінги фахівців ІЯД в Інституті трансуранових елементів (м. Карлсруе, Німеччина) (1999 - 2009)

18. Міжнародна кооперація Проект TACIS U5/95 (1999-2001): “Надання ефективної допомоги у протидії несанкціонованому обігу ядерних матеріалів” • Підвищено аналітичні можливості Головної експертної організації України - ІЯД НАН України • Проведено аналітичні тренінги для експертів ІЯД в ІТЕ, Карлсруе • Виконано модельне навчання з відпраціювання плану реагування на випадок виявлення ядерного матеріалу у незаконному обігу (Одеса – Київ – Відень - Карслруе) • Розроблено рекомендацій щодо порядку реагування на випадки виявлення ядерного матеріалу у незаконному обігу • Підписання угоди з ІТЕ про використання бази даних характеристик ядерних матеріалів європейських виробників

19. Міжнародна кооперація Модельне навчання: експертне дослідження в ІЯД • Матеріал – паливні таблетки, UO2 • Кількість таблеток – 335 • Загальна вага – 1628.5  0.2 г • Зовнішній діаметр – 7.55  0.05 мм • Діаметр отвору – 2.4  0.05 мм • Вміст урану – 1435.5  0.2 г • Рівень збагачення 235U – 4.42  0.03 % • Вага ізотопу 235U – 63.4  0.4 г

20. Міжнародна кооперація Модельне навчання: Спільний аналіз в ITЕ Аналіз поверхневого забруднення паливної таблетки на скануючому електронному мікроскопі (СЕМ) з рентгенівським аналізатором

21. Міжнародна кооперація Модельне навчання: Спільний аналіз в ITЕ Результати аналізу методами СEM, титрування та TIMС

22. Приклади випадків експертизи Ядерні матеріали, досліджені в ІЯД з 1995 року

23. Дата Можливе походження та №№ Опис матеріалу Результати дослідження отримання застосування 226 1 Захисний контейнер із Серп., 1996 Радіоактивний ізотоп Ra . Джерело гамма- випромінювання сріблястою металічною Потужність дози опромінення на для радіоізотопних приладів капсулою 10×70 мм поверхні контейнеру – 0,8 мР/год. всередині 173 2 Три радіоактивних джерела Лист., 1996 Радіоактивний ізотоп Cs . Калібрувальне джерело для закритого типу всередині Потужність дози опромінення на радіоізотопних приладів захисного контейнера поверхні контейнеру – 1,5 мР/год. 226 3 Капсула з радіоактивною Груд., 1996 Радіоактивний ізотоп Ra . Калібрувальне джерело для речовиною всередині Активність – 0,1мКі. радіоізотопних приладів захисного контейнеру Радіоактивне джерело закритого типу. 133 4 Калібрувальне джерело К910В Бер., 1998 Радіоактивний ізотоп Ba Калібрувальне джерело для Активність 0,326 МБк. приладу " BACTER " ( США ). 134, 137 5 Капсула з радіоактивною Жовт., 1998 Радіоактивні ізотопи: Cs, Зразок із зони відчуження 154, 155 125 24 1 речовиною всередині Eu, Sb, Am загальною Чорнобильської АЕС. захисного контейнеру активністю 4,3 кБк. 239 6 Індикатор диму – 61 шт. Лист., 2000 Pu – 0,2 мг : Pu – 77%. Системи оповіщення про пожежу 239 7 Індикатор диму – 2 шт. Бер., 2001 Pu – 18 мкг : Pu – 78%. Системи оповіщення про пожежу 8 Бандероль Серп., 2002 Природній U та Th – 125 кБк Танталіт – рудний концентрат 137 9 Важкий захисний контейнер Квіт., 2003 Cs – 24 ГБк Промислове джерело для рівнемірів 90 10 Циліндрична капсула Квіт., 2003 Sr – 95 МБк Джерело електронів 241 11 Металевий диск у свинцевому Серп., 2003 Am – 300 МБк Джерело для РФ приладів контейнері 137 12 Важкий захисний контейнер Жовт., 2003 Три Cs – 70 МБк, 2 ГБк та Прилади технологічного контролю 100 ГБк 226 13 Бандероль з авіаційними Лист., 2003 Ra – 0,44 МБк Радіолюмінесцентне покриття годинниками 137 14 Важкий захисний контейнер Черв., 2004 Cs – 1,1 ГБк Промислове джерело для рівнемірів 226 15 Шматок кольорового металу Черв., 2004 Ra – 5 МБк Радіолюмінесцентне покриття 241 16 Металевий диск у свинцевому Вер., 2004 Am – 340 МБк Джерело для РФ приладів контейнері Приклади випадків експертизи Радіоактивні матеріали, досліджені в ІЯД з 1996 по 2004 рік

24. Приклади випадків експертизи Приклад № 1: джерело 90Sr, 95 МБк (серпень 2003)

25. Приклади випадків експертизи Приклад №2: джерело Cs-137, 0.7 Кі (серпень 2003) Приклад №3: джерело Cs-137, 3.0 Кі (жовтень 2003)

26. Приклади випадків експертизи Приклад №4: Збройний Pu?(березень 2004)

27. Приклади випадків експертизи Приклад №5: контейнер ГАММАРИД – 192/120 (грудень 2004) Збіднений уран: m = 12.8 кг Відносний вміст ізотопів: U-234 < 0.002%, U-235 – 0.28%, U-238 – 99.72% Джерело Ir-192 не виявлено.

28. Лабораторний аналіз m = 577,850 0,010 г U-234 – 0,002  0,001 % U-235 – 0,390  0,010 % U-238 – 99,608  0,010 % Забруднення поверхні терезів (альфа-спектрометрія): U-234 – 0.0021  0.0005%, U-235 – 0.30  0.07%, U-238 – 99.70  0.07% Приклади випадків експертизи Приклад №6: випадок в аеропорту Бориспіль (березень 2005) Виміри на місці інциденту

29. Приклади випадків експертизи Приклад №7: Джерела, виявлені на території недобудованої Кримської АЕС (січень 2006) 22 контейнери “ГАММАРИД”, виготовлені зі збідненого урану Дві бочки з під нейтронних джерел Дваджерела 192Ir Шість контейнерів “Стапель-3M” Два вимірювачв рівня

30. Приклади випадків експертизи Приклад №8: джерело 137Cs, 0.6 Кі (грудень 2006) Контейнер БГИ-75А Гамма-спектрометричні виміри Портативний HPGe деректор Вихід транспортного каналу “гарячої” камери Джерело на позиції вимірювання в “гарячій” камері Вилучення джерела в “гарячій” камері

31. Найактивніша точка: ПЕД впритул – 7 мЗв/год Приклади випадків експертизи Приклад №9: виїзд експертної групи на полігон ПП “Рута” (Костянтинівський район Донецької обл.) (квітень 2007) Експертне обстеження на місці Найактивніша точка: ПЕД впритул – 7 мЗв/год

32. Приклади випадків експертизи Приклад №10: Радіоактивна посилка (вересень 2007) Маса речовини (рудний концентрат) – 12 кг ПЕД на поверхні пакунку – 11 мкЗв/год Питома активність 232Th – 45 кБк/кг Питома активність 238U – 20 кБк/кг

33. Приклади випадків експертизи Приклад №11: джерело 14C, 40 МБк (липень 2008) Бета-спектр (Quantulus 120)

34. Предложение по проекту УНТЦ: Участники проекта: Грузия: Украина: Азербайджан: Молдова: Институт физики им. Э.Л. Андроникашвили, Министерство образования и науки Грузии Институт ядерных исследований, Национальная Академия наук Украины Институт Радиационных Проблем, Азербайджанская Национальная Академия наук Центр научно-технического развития "Инотех", Национальное агентство по ядерному и радиологическому регулированию “Создание региональной сети по ядерной криминалистической экспертизе“

35. Цели проекта Главная цель: • усиление и расширение региональных возможностей для обеспечения эффективного противодействия незаконному обороту ядерных и других радиоактивных материалов, а также ядерной контрабанде в регионе ГУАМ. Будет достигаться посредством: • создания и усовершенствования технического и информационного потенциала, а также • создания основ для эффективного взаимодействия и кооперации в области ядерной криминалистической экспертизыв регионе ГУАМ.

36. Технический подход • Создание / усовершенствование базовых технических возможностейучаствующих ядерно-криминалистических лабораторий. • Создание продвинутой региональной ядерно-криминалистической лаборатории в Украине на основе имеющейся технической оснащенности и опыта экспертного исследования ядерных и радиоактивных материалов в ИЯИ НАНУ. Дальнейшее расширение аналитических возможностей региональной лаборатории. • Создание базы для взаимной информационно-технической поддержки и кооперации в области ядерной криминалистики посредством предоставления необходимого коммуникационного оборудования, а также разработки и внедрения механизмов передачи данных, информации и образцов в рамках созданной сети. • Передача знаний и опыта в области ядерной криминалистической экспертизы посредством организации тренингов и обучения персонала участвующих лабораторий ГУАМ в ИТЭ (Карлсруэ).

37. Продвинутые технические и аналитические возможности Технический подход Украина: региональная лаборатория Информация и данные Информация и данные Образцы Образцы Азербайджан: национальная лаборатория Грузия: национальная лаборатория Молдова: национальная лаборатория Базовые технические и аналитические возможности

38. Задачи проекта • Создание / усовершенствование базовых технических возможностей участвующих ядерно-криминалистических лабораторий; дальнейшее расширение потенциала аналитических возможностей базовой региональной лаборатории для проведения совместного углубленного анализа ядерных и радиоактивных материалов. • Сертификация и аккредитация ядерно-криминалистических лабораторий в соответствии с требованиями национальных норм и стандартов; сертификация и аккредитация базовой региональной лаборатории в соответствии с требованиям современных международных стандартов ISO по обеспечению и контролю качества аналитических измерений. • Создание национального электронного репозитория (расширенной базы данных) по свойствам ядерных материалов, источников ионизирующего излучения и защитных контейнеров. • Создание коммуникационно-информационных порталов в каждой ядерно-криминалистической лаборатории для обеспечения оперативного обмена данными и информации между лабораториями-партнерами, эффективной координации совместных ядерно-криминалистических исследований, проведения консультаций и т.д. • Разработка процедур и протоколов передачи данных и образцов в рамках региональной сети ядерно-криминалистических лабораторий. • Тренинг персонала лабораторий по использованию полученного в рамках проекта оборудования и аналитических методик.

39. Создание баз данных по свойствам ядерных материалов, источников ионизирующего излучения и защитных контейнеров • Национальный электронный репозиторий ядерных материалов, источников ионизирующего излучения и защитных контейнеров, находящихся в использовании или изъятых из незаконного оборота • Данный репозиторий будет важным источником информации для установления происхождения, предполагаемого использования и последнего законного владельца изъятого ядерного или радиоактивного материала, а также обеспечения радиационной защиты персонала при обращении с такими материалами • Предполагаемое наполнение баз данных: • Тип источника / материала • Активность / Масса / Изотопный состав • Производительидата изготовления • Назначение и сфера использования • Серийный номер / номер партии • Организация-владелец • Сертификаты, фотографии, чертежи, описания и т.д. • Информация об инциденте (в случае изъятого материала)