الاستخبارات النووية

جهاز المسح الميداني الأساسي القادر على كشف جسيمات ألفا هو مقياس الوميض ، مثل AN/PDR-77، والذي "يقبل ما يصل إلى ثمانية مجسات مختلفة. يتم التعرف على كل مجس تلقائيًا، ويحتوي على معلومات معايرة فريدة مخزنة في ذاكرة غير متطايرة. يأتي جهاز AN/PDR-77 مزودًا بثلاثة مجسات: مجس ألفا من كبريتيد الزنك (ZnS) بمساحة 100 سم²، ومجس بيتا و/أو جاما ثنائي أنبوب جايجر، ومجس يوديد الصوديوم (NaI) للأشعة السينية منخفضة الطاقة بطول 5 بوصات، قادر على قياس مستويات التلوث السطحي بالبلوتونيوم والأمريسيوم (Am)-241 بوحدة ميكروكوري/م². تتوفر مجموعة ملحقات تحتوي على مجس جايجر مسطح ومجس يوديد الصوديوم (NaI) دقيق بقياس 1 بوصة × 1.5 بوصة. كما يحتوي الجهاز على دروع قابلة للإزالة للسماح لجسيمات ألفا وبيتا بالوصول إلى المستشعر."

تُستخدم أجهزة متخصصة لإجراء مسح التريتيوم. تُقاس مستويات التريتيوم باستخدام جهازي AN/PDR-73 أو AN/PDR-74. وتتوفر مجموعة واسعة من أجهزة قياس الجرعات الشخصية، بما في ذلك أجهزة قياس الجرعات باستخدام غرف التأين، والشارات الفيلمية، وأجهزة قياس الجرعات الحرارية الضوئية.

يُعدّ قياس الأشعة السينية المنبعثة من نظائر اليورانيوم ونواتجها أفضل طريقة لإجراء المسح الميداني لليورانيوم. أما بالنسبة للبلوتونيوم، فإن أفضل تقنية هي الكشف عن الملوث المصاحب له، الأمريسيوم-241، الذي يُصدر أشعة غاما قوية بطاقة 60 كيلو إلكترون فولت. بمعرفة التحليل الأصلي وعمر السلاح، يُمكن حساب نسبة البلوتونيوم إلى الأمريسيوم بدقة، ومن ثم تحديد إجمالي تلوث البلوتونيوم. ^{[ 4 ]} يُمكن إدارة العديد من العوامل التي قد لا يُمكن التحكم بها في البيئة الميدانية في مختبر متنقل يُمكن إحضاره إلى موقع الحادث. تشمل قدراته عادةً مطيافية غاما، وعدّ الخلفية المنخفضة للعينات الرقيقة جدًا التي تُصدر جسيمات ألفا وبيتا، وعدادات الوميض السائلة لانبعاثات بيتا منخفضة الطاقة للغاية، مثل التريتيوم.

توضح توجيهات وزارة الدفاع الأمريكية الفرق جليًا بين الكشف والقياس، فالكشف أصعب من القياس، والقياس ضروري للاستخبارات والرصد والتحليل متعدد المعايير (MASINT). "P5.2.2.1. ليس من السهل الكشف عن الإشعاع النووي. فالكشف عن الإشعاع عملية متعددة المراحل وغير مباشرة للغاية. على سبيل المثال، في كاشف الوميض، يُثير الإشعاع الساقط مادة فلورية تُخمد إثارتها بانبعاث فوتونات ضوئية. يُركز الضوء على المهبط الضوئي لأنبوب مضاعف ضوئي، مما يُطلق انهيارًا إلكترونيًا. يُنتج وابل الإلكترونات نبضة كهربائية تُفعّل عدادًا يقرأه المشغل. ليس من المستغرب أن تكون العلاقة الكمية بين كمية الإشعاع المنبعث فعليًا وقراءة العداد دالة معقدة لعوامل عديدة. وبما أن هذه العوامل لا يمكن التحكم بها بدقة إلا داخل المختبر، فلا يمكن إجراء قياسات دقيقة إلا في بيئة مختبرية." قد يكون هذا المختبر ميدانيًا.

تتميز الكواشف القائمة على أشباه الموصلات، ولا سيما الجرمانيوم فائق النقاء، بدقة طاقة جوهرية أفضل من الكواشف الوميضية، وهي الخيار المفضل عند الإمكان في قياس طيف أشعة غاما. أما في حالة كواشف النيوترونات، فتُحقق الكفاءة العالية باستخدام مواد وميضية غنية بالهيدروجين تعمل على تشتيت النيوترونات بكفاءة. وتُعد عدادات الوميض السائل وسيلة فعالة وعملية لقياس إشعاع بيتا.

خلّفت بعض حوادث المفاعلات مستويات عالية للغاية من الإشعاع، كما حدث في تشيرنوبيل أو مفاعل أيداهو SL-1 . في حالة تشيرنوبيل، عرّض العديد من عمال الإنقاذ والتخفيف الشجعان أنفسهم للخطر، بعضهم عن قصد وبعضهم عن غير قصد. أما عملية التنظيف الدقيقة للغاية لمفاعل SL-1، في منطقة نائية حيث حافظت حاوية الاحتواء على سلامتها، فقد قلّلت من المخاطر إلى أدنى حد.

منذ تلك الحوادث وغيرها، شهدت تكنولوجيا المركبات التي يتم تشغيلها عن بعد أو المركبات ذاتية القيادة تحسناً ملحوظاً.

يُفقد جزء كبير من الطاقة المُولّدة من المفاعل النووي على شكل نيوترينوات مضادة شديدة الاختراق ، تحمل بصمةً تكشف نوع التفاعلات التي تحدث داخله. ولذلك، تُجرى دراسات على كواشف النيوترينوات المضادة لتحديد مواقعها ومراقبتها عن بُعد. ^{[ 5 ]} في البداية، أعاق نقص بيانات الطيف هذه العملية، ولكن في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، ومع زيادة الدقة، تم إثبات جدوى هذه العملية في كندا، ويُقترح استخدامها لمراقبة المفاعلات المقترحة عن بُعد ضمن برنامج الطاقة النووية الإيراني. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} يُعدّ مشروع تجربة نيوترينوات مفاعل خليج دايا متعدد الجنسيات في الصين حاليًا (حتى عام 2016) أهم مرفق بحثي في ​​العالم في هذا المجال.

على الرغم من أن المفاعلات النووية عادةً ما تكون داخل أغلفة متينة، إلا أنه لم يُدرك في البداية أن التعرض طويل الأمد للنيوترونات قد يُؤدي إلى هشاشة الفولاذ. فعلى سبيل المثال، عندما لا تخضع مفاعلات الغواصات السوفيتية السابقة للصيانة الكاملة أو التفكيك، يتراكم خطر فقدان الفولاذ الموجود في الغلاف، أو الأنابيب التي تصل إلى قلب المفاعل، لمتانته وانكساره. إن فهم هذه التأثيرات، كدالة لنوع الإشعاع وكثافته، يُساعد في التنبؤ بموعد تحول المنشآت النووية سيئة الصيانة إلى منشآت أكثر خطورة بكثير. ^{[ 10 ]} أثناء تشغيل مفاعلات الطاقة النووية ذات الماء المضغوط والمبردة بالماء الخفيف، يؤدي التقصف الناتج عن الإشعاع إلى تدهور بعض الخصائص الميكانيكية المهمة للحفاظ على السلامة الهيكلية لوعاء ضغط المفاعل. وعلى وجه التحديد، قد يؤدي التقصف الناتج عن إشعاع النيوترونات السريعة (طاقة أكبر من 1 ميغا إلكترون فولت) في فولاذ وعاء ضغط المفاعل إلى الإضرار بسلامة الوعاء، في ظل ظروف قاسية من درجة الحرارة والضغط، وذلك من خلال تقليل مقاومة الفولاذ للكسر. ويُعد هذا التقصف، المعروف باسم التقصف الناتج عن النيوترونات السريعة، دالةً معقدةً للعديد من العوامل، بما في ذلك تدفق النيوترونات، وطيف طاقة النيوترونات، والتركيب الكيميائي للفولاذ. وقد تتدخل عوامل إضافية، مثل معدل تدفق النيوترونات، والتي لم تُدرس آثارها بشكل كامل. ونظرًا للآثار الواضحة على السلامة الناجمة عن أي خلل محتمل في سلامة وعاء الضغط، فقد أصدرت هيئة التنظيم النووي الأمريكية متطلبات تهدف إلى المساعدة في ضمان الحفاظ على السلامة الهيكلية لوعاء ضغط المفاعل. ^{[ 10 ]} ومع ذلك، فإن متطلبات هذا الهدف تفترض أن المفاعل قد تم بناؤه وفقًا لعوامل أمان صارمة.

يمكن للإشعاع المؤين أن يدمر أشباه الموصلات أو يعيد ضبطها. ومع ذلك، ثمة فرق في الضرر الذي يُحدثه الإشعاع المؤين عن الضرر الذي تُحدثه النبضة الكهرومغناطيسية . يُعدّ استخبارات النبضة الكهرومغناطيسية (EMP) تخصصًا مكملاً لاستخبارات النبضة الكهرومغناطيسية النووية.