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新核取證(出于安全目的的核材料分析) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030690876
- 條形碼：9787030690876 ; 978-7-03-069087-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
新核取證(出于安全目的的核材料分析) 內(nèi)容簡介
《TheNewNuclearForensics:AnalysisofNuclearMaterialsforSecurityPurposes》（《"新"核取證：核安全與核材料分析》）是一部由牛津大學(xué)出版社于2015年出版的核取證分析領(lǐng)域的專著。該書由瑞典斯德哥爾摩靠前和平研究所（SIPRI）的VitalyFedchenko主編，來自靠前原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、美國能源部、歐盟委員會聯(lián)合研究中心超鈾元素研究所（JRC-ITU）和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與測量研究所（JRC-IRMM）的9名核取證分析與核軍備控制領(lǐng)域的靠前知名學(xué)者共同執(zhí)筆。全書分兩部分共9章，總計(jì)279頁。部分"核取證方法"講述了核取證分析過程、無機(jī)質(zhì)譜破壞性分析測試、γ能譜無損分析測試、樣品表征與核取證指紋特征、與核爆炸爆后環(huán)境相關(guān)的放射性核素特征；第二部分"核取證應(yīng)用實(shí)踐"介紹了美蘇核取證分析的發(fā)展歷程、瑞典的國外核試驗(yàn)監(jiān)測能力、核取證分析應(yīng)用。
新核取證(出于安全目的的核材料分析) 目錄
目錄
前言
致謝
作者簡介
縮略語對照表
術(shù)語表
第1章 引言 1
1.1 國家安全政策與核材料分析 1
1.2 核取證分析作為一個統(tǒng)稱術(shù)語 3
1.3 核取證分析的應(yīng)用及目的 5
**篇 核取證方法
第2章 核取證分析過程 9
2.1 樣品采集與分類 10
2.1.1 樣品采集 10
2.1.2 樣品分類 12
2.2 樣品表征 14
2.2.1 材料表征 14
2.2.2 測量技術(shù)及設(shè)備 15
2.3 核取證解譯 18
2.3.1 指紋特征 18
2.3.2 解譯過程 19
2.3.3 圖書館、數(shù)據(jù)庫和檔案 20
第3章 無機(jī)質(zhì)譜：一種破壞性核取證分析工具 26
3.1 熱電離質(zhì)譜 27
3.1.1 原理與概述 27
3.1.2 TIMS在核取證中的應(yīng)用 28
3.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜 29
3.2.1 原理與概述 29
3.2.2 測定元素組成和雜質(zhì) 31
3.2.3 利用多接收ICP-MS測定同位素比值 34
3.2.4 ICP-MS在核取證中的應(yīng)用實(shí)例 36
3.3 二次離子質(zhì)譜 37
3.3.1 原理與概述 37
3.3.2 利用SIMS進(jìn)行鈾顆粒物分析的經(jīng)典的保障監(jiān)督應(yīng)用 37
3.3.3 SIMS分析在取證應(yīng)用中的實(shí)例 39
3.4 其他質(zhì)譜技術(shù) 41
3.4.1 共振電離質(zhì)譜 41
3.4.2 加速器質(zhì)譜 43
第4章 γ能譜測量：一種非破壞性核取證分析工具 45
4.1 γ能譜測量原理 45
4.1.1 γ能譜測量的物理學(xué)基礎(chǔ) 45
4.1.2 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 45
4.1.3 測量原理 46
4.2 γ能譜測量裝置 47
4.3 γ探測器的能力、要求和限制 51
4.3.1 峰寬的解析 53
4.3.2 測量時間 54
4.3.3 本底輻射 55
4.4 γ能譜測量的特殊應(yīng)用 56
4.4.1 機(jī)載測量及與空氣有關(guān)的測量 56
4.4.2 水下測量 57
4.4.3 地下實(shí)驗(yàn) 57
第5章 樣品特征與核取證指紋特征 58
5.1 物理特征與指紋特征 58
5.1.1 金屬鈾和钚 58
5.1.2 燃料芯塊 59
5.1.3 與核燃料循環(huán)相關(guān)的粉末和液體 63
5.2 化學(xué)特征與指紋特征 64
5.2.1 鈾化合物 64
5.2.2 钚化合物 68
5.2.3 燃料循環(huán)中常見的非核化學(xué)品 68
5.3 元素特征與指紋特征 69
5.4 同位素特征與指紋特征 71
5.4.1 钚同位素 71
5.4.2 鈾同位素 75
5.4.3 其他重要的穩(wěn)定同位素比 79
第6章 核爆炸爆后環(huán)境的放射性核素特征 83
6.1 對人體的輻射劑量 84
6.2 源自廢棄地下核試驗(yàn)場的核素 85
6.3 與《全面禁止核試驗(yàn)條約》核查相關(guān)的顆粒狀放射性核素 87
6.3.1 第1類：殘余燃料 90
6.3.2 第2類：燃料的非裂變反應(yīng)產(chǎn)物 92
6.3.3 第3類：裂變產(chǎn)物 93
6.3.4 第4類：非燃料炸彈材料的活化產(chǎn)物 94
6.3.5 第5類：地下核爆炸堵塞(回填)材料及圍巖中的活化產(chǎn)物 94
6.3.6 第6類：近地大氣層核爆炸的地面活化產(chǎn)物 95
6.3.7 第7類：水下或近海面核爆炸周圍海水中的活化產(chǎn)物 95
6.3.8 第8類：大氣層核爆炸周圍空氣中的活化產(chǎn)物 95
6.3.9 第9類：源自中子注量探測器的活化產(chǎn)物 96
6.3.10 第10類：添加指示劑 96
6.3.11 開列《全面禁止核試驗(yàn)條約》相關(guān)顆粒狀核素的*終清單 96
6.4 與《全面禁止核試驗(yàn)條約》國際監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)的惰性氣體放射性核素 102
6.5 與現(xiàn)場視察相關(guān)的顆粒狀核素和氣體核素 103
第二篇 核取證實(shí)踐
第7章 核取證分析起源Ⅰ：美國和蘇聯(lián) 109
7.1 美國核取證的起源 109
7.1.1 批量環(huán)境樣品分析的**步 110
7.1.2 旨在檢驗(yàn)美國核爆炸的環(huán)境取樣 112
7.1.3 探測和分析蘇聯(lián)首次核試驗(yàn)的碎片 117
7.2 蘇聯(lián)首例核取證分析 120
7.2.1 分析蘇聯(lián)本國的核試驗(yàn)碎片 120
7.2.2 分析美國的核試驗(yàn)碎片 123
第8章 核取證分析起源Ⅱ：瑞典的核武器碎片分析 128
8.1 核裂變和活化產(chǎn)物放射性核素的遠(yuǎn)程探測 129
8.1.1 分凝 133
8.1.2 熱粒子研究 134
8.2 探測大氣層核試驗(yàn) 135
8.2.1 大氣層核試驗(yàn)(1958～1963年) 135
8.2.2 中國大氣層核試驗(yàn)(1964～1980年) 136
8.2.3 法國大氣層核試驗(yàn)(1966～1974年) 137
8.3 瑞典放射性核素核查系統(tǒng)的發(fā)展(1963年之后) 139
8.4 瑞典對地下核爆炸放射性泄漏的探測 142
8.5 瑞典將核取證用于非核爆炸事件 145
8.6 對《全面禁止核試驗(yàn)條約》的影響 146
第9章 核取證分析的應(yīng)用 148
9.1 《不擴(kuò)散核武器條約》核查 148
9.1.1 伊拉克人質(zhì)衣物上的鈾顆粒物 148
9.1.2 伊拉克的交叉污染問題 151
9.1.3 對伊拉克水路的取樣 154
9.1.4 核查伊朗向IAEA申報(bào)的鈾顆粒物分析 156
9.2 《裂變材料禁產(chǎn)條約》核查 158
9.2.1 通過測定钚齡核查朝鮮的初始申報(bào) 158
9.2.2 測定反應(yīng)堆的钚生產(chǎn)及運(yùn)行歷史 159
9.2.3 通過環(huán)境取樣進(jìn)行遠(yuǎn)程核查 161
9.3 核爆炸爆后分析 162
9.3.1 2006年、2009年和2013年朝鮮核試驗(yàn) 162
9.3.2 分析美國1954年“喝彩城堡(Castle Bravo)”熱核試驗(yàn)的碎片 168
9.4 打擊非法核交易 173
9.4.1 在匈牙利截獲的燃料芯塊：背景 174
9.4.2 燃料芯塊的表征 174
9.4.3 表征結(jié)果的解譯 176
附錄A 與測量相關(guān)的基本事實(shí)和定義 179
A.1 術(shù)語及定義 179
A.1.1 準(zhǔn)確度與精確度 180
A.1.2 被測量的基本方面 180
A.1.3 統(tǒng)計(jì)分布 181
A.1.4 測量誤差 182
A.2 被測量評定 183
A.2.1 假設(shè)檢驗(yàn) 184
A.2.2 確定判斷限和探測限 184
A.2.3 測量的置信區(qū)間 185
A.2.4 定量分析和定量限 186
A.3 在計(jì)數(shù)測量中的應(yīng)用 186
附錄B 瑞典對中國大氣層核試驗(yàn)的探測 188
前言
致謝
作者簡介
縮略語對照表
術(shù)語表
第1章 引言 1
1.1 國家安全政策與核材料分析 1
1.2 核取證分析作為一個統(tǒng)稱術(shù)語 3
1.3 核取證分析的應(yīng)用及目的 5
**篇 核取證方法
第2章 核取證分析過程 9
2.1 樣品采集與分類 10
2.1.1 樣品采集 10
2.1.2 樣品分類 12
2.2 樣品表征 14
2.2.1 材料表征 14
2.2.2 測量技術(shù)及設(shè)備 15
2.3 核取證解譯 18
2.3.1 指紋特征 18
2.3.2 解譯過程 19
2.3.3 圖書館、數(shù)據(jù)庫和檔案 20
第3章 無機(jī)質(zhì)譜：一種破壞性核取證分析工具 26
3.1 熱電離質(zhì)譜 27
3.1.1 原理與概述 27
3.1.2 TIMS在核取證中的應(yīng)用 28
3.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜 29
3.2.1 原理與概述 29
3.2.2 測定元素組成和雜質(zhì) 31
3.2.3 利用多接收ICP-MS測定同位素比值 34
3.2.4 ICP-MS在核取證中的應(yīng)用實(shí)例 36
3.3 二次離子質(zhì)譜 37
3.3.1 原理與概述 37
3.3.2 利用SIMS進(jìn)行鈾顆粒物分析的經(jīng)典的保障監(jiān)督應(yīng)用 37
3.3.3 SIMS分析在取證應(yīng)用中的實(shí)例 39
3.4 其他質(zhì)譜技術(shù) 41
3.4.1 共振電離質(zhì)譜 41
3.4.2 加速器質(zhì)譜 43
第4章 γ能譜測量：一種非破壞性核取證分析工具 45
4.1 γ能譜測量原理 45
4.1.1 γ能譜測量的物理學(xué)基礎(chǔ) 45
4.1.2 電磁輻射與物質(zhì)的相互作用 45
4.1.3 測量原理 46
4.2 γ能譜測量裝置 47
4.3 γ探測器的能力、要求和限制 51
4.3.1 峰寬的解析 53
4.3.2 測量時間 54
4.3.3 本底輻射 55
4.4 γ能譜測量的特殊應(yīng)用 56
4.4.1 機(jī)載測量及與空氣有關(guān)的測量 56
4.4.2 水下測量 57
4.4.3 地下實(shí)驗(yàn) 57
第5章 樣品特征與核取證指紋特征 58
5.1 物理特征與指紋特征 58
5.1.1 金屬鈾和钚 58
5.1.2 燃料芯塊 59
5.1.3 與核燃料循環(huán)相關(guān)的粉末和液體 63
5.2 化學(xué)特征與指紋特征 64
5.2.1 鈾化合物 64
5.2.2 钚化合物 68
5.2.3 燃料循環(huán)中常見的非核化學(xué)品 68
5.3 元素特征與指紋特征 69
5.4 同位素特征與指紋特征 71
5.4.1 钚同位素 71
5.4.2 鈾同位素 75
5.4.3 其他重要的穩(wěn)定同位素比 79
第6章 核爆炸爆后環(huán)境的放射性核素特征 83
6.1 對人體的輻射劑量 84
6.2 源自廢棄地下核試驗(yàn)場的核素 85
6.3 與《全面禁止核試驗(yàn)條約》核查相關(guān)的顆粒狀放射性核素 87
6.3.1 第1類：殘余燃料 90
6.3.2 第2類：燃料的非裂變反應(yīng)產(chǎn)物 92
6.3.3 第3類：裂變產(chǎn)物 93
6.3.4 第4類：非燃料炸彈材料的活化產(chǎn)物 94
6.3.5 第5類：地下核爆炸堵塞(回填)材料及圍巖中的活化產(chǎn)物 94
6.3.6 第6類：近地大氣層核爆炸的地面活化產(chǎn)物 95
6.3.7 第7類：水下或近海面核爆炸周圍海水中的活化產(chǎn)物 95
6.3.8 第8類：大氣層核爆炸周圍空氣中的活化產(chǎn)物 95
6.3.9 第9類：源自中子注量探測器的活化產(chǎn)物 96
6.3.10 第10類：添加指示劑 96
6.3.11 開列《全面禁止核試驗(yàn)條約》相關(guān)顆粒狀核素的*終清單 96
6.4 與《全面禁止核試驗(yàn)條約》國際監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)的惰性氣體放射性核素 102
6.5 與現(xiàn)場視察相關(guān)的顆粒狀核素和氣體核素 103
第二篇 核取證實(shí)踐
第7章 核取證分析起源Ⅰ：美國和蘇聯(lián) 109
7.1 美國核取證的起源 109
7.1.1 批量環(huán)境樣品分析的**步 110
7.1.2 旨在檢驗(yàn)美國核爆炸的環(huán)境取樣 112
7.1.3 探測和分析蘇聯(lián)首次核試驗(yàn)的碎片 117
7.2 蘇聯(lián)首例核取證分析 120
7.2.1 分析蘇聯(lián)本國的核試驗(yàn)碎片 120
7.2.2 分析美國的核試驗(yàn)碎片 123
第8章 核取證分析起源Ⅱ：瑞典的核武器碎片分析 128
8.1 核裂變和活化產(chǎn)物放射性核素的遠(yuǎn)程探測 129
8.1.1 分凝 133
8.1.2 熱粒子研究 134
8.2 探測大氣層核試驗(yàn) 135
8.2.1 大氣層核試驗(yàn)(1958～1963年) 135
8.2.2 中國大氣層核試驗(yàn)(1964～1980年) 136
8.2.3 法國大氣層核試驗(yàn)(1966～1974年) 137
8.3 瑞典放射性核素核查系統(tǒng)的發(fā)展(1963年之后) 139
8.4 瑞典對地下核爆炸放射性泄漏的探測 142
8.5 瑞典將核取證用于非核爆炸事件 145
8.6 對《全面禁止核試驗(yàn)條約》的影響 146
第9章 核取證分析的應(yīng)用 148
9.1 《不擴(kuò)散核武器條約》核查 148
9.1.1 伊拉克人質(zhì)衣物上的鈾顆粒物 148
9.1.2 伊拉克的交叉污染問題 151
9.1.3 對伊拉克水路的取樣 154
9.1.4 核查伊朗向IAEA申報(bào)的鈾顆粒物分析 156
9.2 《裂變材料禁產(chǎn)條約》核查 158
9.2.1 通過測定钚齡核查朝鮮的初始申報(bào) 158
9.2.2 測定反應(yīng)堆的钚生產(chǎn)及運(yùn)行歷史 159
9.2.3 通過環(huán)境取樣進(jìn)行遠(yuǎn)程核查 161
9.3 核爆炸爆后分析 162
9.3.1 2006年、2009年和2013年朝鮮核試驗(yàn) 162
9.3.2 分析美國1954年“喝彩城堡(Castle Bravo)”熱核試驗(yàn)的碎片 168
9.4 打擊非法核交易 173
9.4.1 在匈牙利截獲的燃料芯塊：背景 174
9.4.2 燃料芯塊的表征 174
9.4.3 表征結(jié)果的解譯 176
附錄A 與測量相關(guān)的基本事實(shí)和定義 179
A.1 術(shù)語及定義 179
A.1.1 準(zhǔn)確度與精確度 180
A.1.2 被測量的基本方面 180
A.1.3 統(tǒng)計(jì)分布 181
A.1.4 測量誤差 182
A.2 被測量評定 183
A.2.1 假設(shè)檢驗(yàn) 184
A.2.2 確定判斷限和探測限 184
A.2.3 測量的置信區(qū)間 185
A.2.4 定量分析和定量限 186
A.3 在計(jì)數(shù)測量中的應(yīng)用 186
附錄B 瑞典對中國大氣層核試驗(yàn)的探測 188
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新核取證(出于安全目的的核材料分析) 節(jié)選
第1章 引言 Vitaly Fedchenko 核科學(xué)發(fā)展伊始，便提出核能既可用于制造威力空前的武器，也可用于發(fā)電和發(fā)熱。早在1903年，人們就曾估算了原子核的能量，同年，歐內(nèi)斯特 盧瑟福(Ernest Rutherford)提出，“如果能找到某種適當(dāng)?shù)囊b置，則可以想象在物質(zhì)中有可能會引發(fā)一系列原子裂變，它的確可使這個舊世界灰飛煙滅”1。*早使用術(shù)語“原子彈”的，可能并不是科學(xué)家，而是英國科幻小說家威爾斯(H. G. Wells)。1913年，威爾斯在小說《解放全世界》(The World Set Free)中描繪了“原子能”的運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用，以及研制在全球戰(zhàn)爭中用于摧毀大城市的“原子彈”2。正如歷史學(xué)家托馬斯? ?鮑沃斯(Thomas Powers)曾指出的那樣，“在人類耗資研制**枚原子彈三十年前，原子彈就已得名”3。事實(shí)上，**枚核武器于1945年試爆成功，比1954年**座核電站并網(wǎng)發(fā)電早了幾乎近十年4。 盡管核能有著巨大的軍事和工業(yè)潛能，但多年來一直未被證實(shí)。核能雙重用途(軍用和民用)問題的巨大重要性，無疑引起了世界大國政府的密切關(guān)注，并很快將其列入“國家安全”范疇進(jìn)行開發(fā)部署5。 1.1 國家安全政策與核材料分析 20世紀(jì)40年代，以英國和美國為首，許多國家相繼制定了關(guān)于核材料應(yīng)用的國家安全政策。這些政策主要包括三個相互影響的目標(biāo)：核能軍事應(yīng)用的發(fā)展與管控；尋找抑制有核能力國家或非政府組織從事核擴(kuò)散的方法途徑；一旦防核擴(kuò)散失敗，盡可能完整地獲取與他國核計(jì)劃或核武庫相關(guān)的信息。實(shí)現(xiàn)**個目標(biāo)，主要是指本國的核武器生產(chǎn)。然而，在某些情形中，一國可能會為另一國制造核武器提供援助——例如，20世紀(jì)40年代英國曾幫助過美國，20世紀(jì)50年代蘇聯(lián)曾幫助過中國6。實(shí)現(xiàn)第二個目標(biāo)，*先進(jìn)的方法是在核材料和核技術(shù)轉(zhuǎn)讓中引入國際法律和制度屏障。與此同時，實(shí)現(xiàn)第三個目標(biāo)主要是依托各種國家情報(bào)機(jī)構(gòu)7。 這些國家安全政策的實(shí)施，逐步發(fā)展成各種國家法律和國際條約。例如，國家核武庫的發(fā)展，導(dǎo)致了國際核軍備控制條約的締結(jié)及履約核查需求的出現(xiàn)。與之類似，防止核材料和核技術(shù)轉(zhuǎn)移的努力，形成了今天的防核擴(kuò)散機(jī)制：盡管各國的核設(shè)施屬國家所有，但大多數(shù)核設(shè)施必須接受各種國際條約和協(xié)定的強(qiáng)制監(jiān)管和約束8。1968年的《不擴(kuò)散核武器條約》(Non-Proliferation Treaty，NPT)是這一機(jī)制的法律和政治基礎(chǔ)9。該條約規(guī)定大多數(shù)國家必須執(zhí)行國際原子能機(jī)構(gòu)(International Atomic Energy Agency，IAEA)的“保障監(jiān)督”核查機(jī)制。將這一方法延伸至各種非政府組織，即所謂的“核安全”，主要是打擊非法核交易(即核走私)，*終打擊核恐怖主義威脅10。 隨著國際核軍備控制和防核擴(kuò)散條約的不斷發(fā)展，各種情報(bào)機(jī)構(gòu)、方法和設(shè)施也開始以一種新的方式服務(wù)于前兩項(xiàng)政策目標(biāo)。各類國際條約開始寫入了希望在核查中運(yùn)用國家技術(shù)手段(national technical mean，NTM)以及禁止干擾和以任何方式阻礙其使用的條款11。相關(guān)的多邊條約包括1963年的《部分禁止核試驗(yàn)條約》(Partial Test-Ban Treaty，PTBT)和1996年的《全面禁止核試驗(yàn)條約》(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty，CTBT)12。在《不擴(kuò)散核武器條約》文本中，盡管并未明確討論各種國家技術(shù)手段的使用，但各締約國可以向IAEA提供其自認(rèn)為與各種核保障監(jiān)督目的相關(guān)的他國信息13。蘇美或俄美的一些雙邊條約，包括1974年的《限當(dāng)量禁核試條約》(Threshold Test-Ban Treaty，TTBT)、1991年的《美蘇關(guān)于削減和限制進(jìn)攻性戰(zhàn)略武器條約》(Treaty on the Reduction and Limitation of Strategic Offensive Arms，START I)和2010年的《美俄關(guān)于進(jìn)一步削減和限制進(jìn)攻性戰(zhàn)略武器措施的條約》(Treaty on Measures for the Further Reduction and Limitation of Strategic Offensive Arms，New START)，也都允許在條約執(zhí)行過程中使用各種國家技術(shù)手段14。 大多數(shù)情形中，為了實(shí)現(xiàn)既定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，相應(yīng)的政策和法律不得不將重點(diǎn)放在核材料上，其次是放射性材料，而不是著眼于相關(guān)設(shè)備。其原因顯而易見：核材料是核能產(chǎn)生的源頭。按照定義，核材料存在于核燃料循環(huán)的各個階段和核武器中，且往往伴隨有其他的放射性材料。此外，一個普遍的共識是，在制造核爆炸裝置中，*困難、成本高昂的步驟是生產(chǎn)足夠數(shù)量所需品質(zhì)的核材料。因此，核材料和放射性材料分析往往是許多與核能軍事應(yīng)用相關(guān)技術(shù)和科學(xué)方法的關(guān)鍵組成部分。 核燃料循環(huán)是指在核電或核材料生產(chǎn)過程中所涉及的一整套與核材料流緊密聯(lián)系的核設(shè)施和核活動15。核材料可被想象成通過一套管網(wǎng)從一個設(shè)施“流向”另一個設(shè)施，期間，核材料的化學(xué)和物理性質(zhì)不斷發(fā)生變化，從礦石轉(zhuǎn)變?yōu)楹巳剂希^而轉(zhuǎn)變?yōu)閺U物16。燃料循環(huán)的每一步或核材料的每一次使用，將不可避免地在材料中留下相應(yīng)的“印記”。換句話說，核材料會保留某些與過去曾經(jīng)歷過的事情或原始狀態(tài)有關(guān)的信息。這是可能的，因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)中，對于有限數(shù)量的、已有的核材料種類，僅有為數(shù)不多的物理和化學(xué)處理工藝可供使用，在大多數(shù)情形中，研究人員知道——至少可大概知道——相關(guān)的處理工藝和材料是什么。因此，從理論上講，在某一事件后對核(或放射性)材料進(jìn)行分析，可給出關(guān)于所研究事件的信息(與這些核取證指紋特征相關(guān)的更多信息，詳見第5章和第6章)。不言自明，開展核材料及其他放射性材料測量與分析，對于實(shí)現(xiàn)上述三項(xiàng)國家安全政策目標(biāo)具有必不可少的重要意義。 1.2 核取證分析作為一個統(tǒng)稱術(shù)語 本書旨在描述核材料及相關(guān)放射性材料測量和分析在各種核能潛在軍事應(yīng)用中的運(yùn)用，特別是在推進(jìn)前面提到過的三個目標(biāo)中的運(yùn)用：核武器研發(fā)與軍備控制；防核擴(kuò)散與核安全；核查與情報(bào)。某些測量和分析技術(shù)多年來已經(jīng)以一種孤立形式在這些應(yīng)用中得以運(yùn)用，一直未將其明確地相互聯(lián)系在一起。然而，隨著所涉及的各種技術(shù)的日漸成熟和普及，是時候?qū)⑵湟暈橐婚T獨(dú)立的科學(xué)學(xué)科。 在此，我們建議將這門新學(xué)科稱為“核取證分析”或“核取證”。這是對已有術(shù)語的一種擴(kuò)展和延伸，包括了所有旨在國家安全目的、涉及核材料分析的應(yīng)用。術(shù)語“核取證分析”和“核取證”的*早提出，可能與20世紀(jì)90年代初為應(yīng)對開始出現(xiàn)的核走私問題的大背景有關(guān)17。對早期這類案件的調(diào)查和起訴，要求相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，以分析所涉及的核材料，進(jìn)而為法庭提供所需證據(jù)——因此取名術(shù)語“取證”。 《牛津英語詞典》將“取證(forensic)”定義為“與法庭有關(guān)或用于法庭，適用于或類似于法庭證據(jù)”18。更廣泛地說，在專業(yè)文獻(xiàn)中，“取證”被認(rèn)為是“將科學(xué)用于法律”19。盡管這種定義更多的是與國內(nèi)法律有關(guān)，但也可被解釋為涉及各種國際法和規(guī)則，特別是各種國際條約。甚至可將術(shù)語“取證”進(jìn)一步延伸到包括各種政策的實(shí)施。政策和法律的設(shè)計(jì)有時是為了實(shí)現(xiàn)相同的目標(biāo)，只不過二者在立法和執(zhí)行強(qiáng)制性方面的程度不同而已。 2006～2015年，IAEA將“核取證(nuclear forensics)”定義為：“對截獲的非法核材料或放射性材料及任何相關(guān)材料進(jìn)行分析，進(jìn)而為核歸因提供證據(jù)”。其中，“歸因”(attribution)是指確定非法活動所用核材料或放射性材料的源頭，進(jìn)而確定涉及這類材料的原產(chǎn)地和運(yùn)輸途徑的過程，*終促成對相關(guān)責(zé)任方的控訴”20。2015年，IAEA又再次細(xì)化了“核取證”定義，即“在與核安全相關(guān)的國際法或國內(nèi)法的法律訴訟背景下，對核材料或其他放射性材料，或受放射性核素沾染的證據(jù)物進(jìn)行檢查”21。這些定義被用于IAEA除核保障監(jiān)督活動之外、與核安全相關(guān)的專門事務(wù)中22。然而事實(shí)上，在打擊非法核交易中所用到的各種分析技術(shù)，在其他領(lǐng)域也具有更大的潛力，且多年來一直在被廣泛運(yùn)用。 將術(shù)語“核取證分析”延伸至涵蓋國家安全的各個方面，而不僅僅只是違反國內(nèi)法律，有時被批評為援引了過多的刑事學(xué)涵義。有人也曾提出“核材料分析”等備選術(shù)語。例如，在俄羅斯，術(shù)語“核取證分析”通常適用于犯罪或非法活動，術(shù)語“專家技術(shù)核分析”則適用于其他情形23。 在此，之所以采用術(shù)語“核取證分析”，是因?yàn)榕c任何其他的短語相比，其用意更為廣泛。例如，關(guān)于核取證(狹義)的著名教材討論了如何運(yùn)用這門學(xué)科來確定恐怖主義襲擊中所用核爆炸裝置的來源，但這樣做將不可避免地會羅列關(guān)于裝置性能的參數(shù)信息，顯然，這與軍備控制、裁軍和情報(bào)領(lǐng)域的信息息息相關(guān)24。這或許并不是一種巧合，因?yàn)楹瞬牧系男再|(zhì)與其應(yīng)用的政治背景無關(guān)。 為了囊括所述技術(shù)所有可能的應(yīng)用，本書采用了方框1.1中給出的廣義定義。這些定義及其他的定義也都包含于術(shù)語表中。 方框1.1 定義a 核取證分析(或核取證，nuclear forensic analysis)是指對某一核材料或放射性材料樣品及任何相關(guān)信息進(jìn)行分析，進(jìn)而為確定該材料的歷史提供證據(jù)。核取證分析包括分類、表征、核取證解譯和重建。 分類(categorization)是指將感興趣的樣品快速分配給某一預(yù)定的小組，以便決定對其做進(jìn)一步處理。 表征(characterization)是指確定(即，測定)某一樣品的特征。樣品表征通常涉及樣品元素分析，往往包括對核材料(即鈾或钚)和選定的次要組分(如，鉛)的同位素分析。此外，樣品表征還包括物理表征，例如，測量固體樣品的關(guān)鍵尺寸，或測定粉體樣品的粒徑和形狀分布b。 核取證解譯(nuclear forensic interpretation)是指將樣品特征與各種已知的材料生產(chǎn)、加工和使用方法信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)的過程。核取證解譯過程所得到的信息是核取證實(shí)驗(yàn)室的*終產(chǎn)品。 重建(reconstruction)是指利用核取證解譯得到的信息，結(jié)合其他所有可用信息(例如，源自對樣品相關(guān)非核證據(jù)的取證分析，或源自各種情報(bào)源)，盡可能完整地確定核材料、放射性材料或某一事件的歷史的過程。在非法核交易和核恐怖主義事件調(diào)查中，該階段也被稱為歸因(attribution)。 a The definitions of ‘nuclear forensic analysis’， and ‘reconstruction’， were developed in cooperation with Dr James Acton on the basis of the definitions in International Atomic Energy Agency (IAEA)， Nuclear Forensics Support: Reference Manual， IAEA Nuclear Security Series no. 2， Technical Guidance (IAEA: Vienna， 2006)。 b IAEA (note a)， pp. 3-4；Mayer， K.， Wallenius， M. and Ray， I.， ‘Tracing the origin of diverted or stolen nuclear material through nuclear forensic investigations’， eds R. Avenhaus et al.， Verifying Treaty Compliance: Limiting Weapons of Mass Destruction and Monitoring Kyoto Protocol Provisions (Springer
新核取證(出于安全目的的核材料分析) 作者簡介
維塔·費(fèi)琴科（Vitaly Fedchenko），俄羅斯人，斯德哥爾摩國際和平研究所（SIPRI）歐洲安全計(jì)劃高級研究員，負(fù)責(zé)核安全問題以及核軍備控制與核不擴(kuò)散政策、技術(shù)和教育研究。歷任斯德哥爾摩國際和平研究所訪問研究員，曾就職于莫斯科國際問題研究所俄羅斯政策研究中心。編著或合著多部與國際核不擴(kuò)散與裁軍援助、國際核燃料循環(huán)和俄羅斯核出口相關(guān)的出版物。
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