СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ЦЕНТРИФУГИ
METHOD OF PROTECTING GAS CENTRIFUGE AGAINST UNAUTHORISED USE

Изобретение относится к области техники газоразделительного производства и предназначено для защиты от несанкционированного использования газовых центрифуг (ГЦ) при обогащении урана.
Известны в технике устройства, системы и способы защиты от несанкционированных действий при использовании различных устройств. Например, в патенте РФ №2228543 [1] описан способ предотвращения несанкционированного использования летательных аппаратов, относящийся к области техники, занимающейся разработкой бортовой аппаратуры и бортовых систем летательных аппаратов (ЛА), обеспечивающих безопасность полетов и безопасность наземных объектов особой важности при несанкционированном использовании ЛА недоброжелателем.
Наиболее близким к заявленному способу является способ защиты газовой центрифуги от несанкционированного использования [2]. Задачей этого способа является предотвращение несанкционированного изменения условий обогащения урана. С этой целью в конструкцию ГЦ встраивают систему защиты от несанкционированных действий, состоящую из электронного ключа, установленного на корпусе двигателя ГЦ, и устройства, позволяющего изменить очередность следования фаз в электропитании двигателя ГЦ. Монтируют ГЦ на площадке обогатительного производства, производят разгон ГЦ до номинальной рабочей скорости вращения. При возникновении несанкционированных действий по отношению к ГЦ на номинальной рабочей скорости вращения активируют указанную систему защиты от несанкционированных действий, что приводит к выводу ГЦ из рабочего состояния.
В известном способе [2] активируют систему защиты от несанкционированных действий во время работы ГЦ на номинальной рабочей скорости вращения путем смены фаз в питании двигателя по сигналу от электронного ключа. Смена фаз питания статора приводит к тому, что двигатель газовой центрифуги начинает разгонять ротор противоположно направлению вращения. Это может привести к выводу газовой центрифуги из рабочего состояния путем либо разрушения ротора ГЦ от возникающих внутренних напряжений, либо разрушения его нижней опоры с сохранением целостности ротора, достаточной для извлечения информации с целью воспроизведения конструкции ГЦ.
Таким образом, этот способ не приводит к гарантированному разрушению ротора ГЦ и поэтому не предотвращает несанкционированного воспроизведения конструкции ГЦ. Также в этом случае есть возможность обесточить питание двигателя ГЦ, тогда ротор ГЦ через продолжительное время остановится на самовыбеге за счет сил трения в нижней опоре. Остановленную газовую центрифугу можно будет открыть и определить внутреннюю конструкцию.
Задачей настоящего изобретения является предотвращение не только изменения условий обогащения урана, но и несанкционированного воспроизведения конструкции ГЦ.
Технический результат при решении поставленной задачи заключается в повышении надежности защиты от несанкционированного использования ГЦ, путем исключения возможности несанкционированного торможения ГЦ при эксплуатации разделительного производства без гарантированного разрушения роторов внутри.
Технический результат достигается тем, что в способе защиты от несанкционированного использования ГЦ, заключающемся в том, что ГЦ оснащают системой защиты, ввод в действие которой обеспечивают ее активированием, монтируют ГЦ на площадке обогатительного производства, производят разгон ГЦ до номинальной рабочей скорости вращения, новым является то, что выбирают критический параметр скорости вращения, защиту осуществляют в случае несанкционированного торможения, в процессе эксплуатации с помощью системы защиты от несанкционированного торможения производят расчет и сравнение с предустановленным критическим параметром скорости вращения, при несанкционированном достижении которого формируют команду для разрушения ротора ГЦ.
Кроме того, в качестве критического параметра скорости вращения выбирают критическую величину снижения скорости вращения.
Кроме того, в качестве критического параметра скорости вращения выбирают величину минимальной скорости вращения, необходимой для разрушения ротора.
Кроме того, активирование системы защиты от несанкционированного торможения осуществляют при изготовлении ГЦ на заводе-изготовителе.
Кроме того, активирование системы защиты от несанкционированного торможения осуществляют после ввода в эксплуатацию ГЦ.
Техническая сущность заявляемого способа поясняется блок-схемой на фиг.1. На фиг.2 схематично показана система защиты от несанкционированного торможения, реализующая этот способ. Система может быть реализована на базе существующих средств и элементов микроэлектроники.
Предлагаемый способ защиты от несанкционированного использования ГЦ включает в себя следующие действия.
Исходя из технологических особенностей эксплуатации ГЦ, включая возможность потери электропитания, учитывая мощности резервных источников питания, возможности нештатных ситуаций или сейсмических воздействий, зная минимальную величину скорости вращения ротора ГЦ, необходимую для разрушения ротора ГЦ, выбирают критический параметр скорости вращения в виде критической величины снижения скорости вращения, либо величины минимальной скорости вращения.
При изготовлении ГЦ внутрь корпуса монтируют систему защиты от несанкционированного торможения с предустановленным значением критического параметра скорости вращения, содержащимся в блоке памяти 1.
После монтажа ГЦ на площадке обогатительного производства под контролем организации-производителя ГЦ, производится разгон ГЦ до номинальной рабочей скорости вращения.
В начальный момент эксплуатации система защиты от несанкционированного торможения ГЦ активируется путем подачи сигнала активации в блок дешифрации 2 по сигнальным проводам 3 датчика скорости вращения 4 или по сети питания 5 двигателя, с блока дешифрации 2 на детектор 6 поступает разрешающий сигнал, при котором детектор 6 вычисляет текущую скорость вращения ротора. Сигнал активации подается в модулированном виде. Его источник может находиться дистанционно на удалении от площадки обогатительного производства или в портативном устройстве представителя организации-производителя ГЦ. И в том и в другом случае обеспечивается возможность подключения к сигнальным проводам 3, например, через автоматизированную систему управления технологическими процессами (АСУТП) обогатительного производства, или к сети питания 5 двигателя.
Активирование системы защиты описанным выше способом может быть осуществлено при изготовлении ГЦ на окончательном этапе перед отправкой на площадку обогатительного производства. В этом случае, в зависимости от аппаратного решения системы защиты, дополнительно к источнику бесперебойного питания 7 может потребоваться оснащение системы защиты внешним источником питания на время транспортировки и монтажа до начала разгона ГЦ, а детектора 6 пороговым элементом, срабатывающим при разгоне ГЦ до номинальной рабочей скорости вращения. Система защиты от несанкционированного торможения питается от источника бесперебойного питания 7, смонтированного внутри ГЦ, питающегося в свою очередь от сети питания двигателя и состоящего из преобразователя напряжения и резервного источника питания на случай отключения сети питания двигателя.
В процессе эксплуатации с помощью системы защиты от несанкционированного торможения отслеживается текущая скорость вращения ротора. В случае выбора критической величины снижения скорости вращения, по входному сигналу с датчика скорости вращения 4 в детекторе 6 рассчитывается текущая скорость вращения ротора и определяется разность между текущей скоростью вращения и номинальной рабочей скоростью вращения. На компараторе 8 эта разность сравнивается с предустановленной в блоке памяти 1 критической величиной снижения скорости вращения. В случае выбора в качестве критического параметра величины минимальной скорости вращения, по входному сигналу с датчика скорости вращения 4 в детекторе 6 рассчитывается текущая скорость вращения ротора, которая на компараторе 8 сравнивается с предустановленной величиной минимальной скорости вращения.
При несанкционированном торможении и достижении критического параметра скорости вращения, с компаратора 8 поступает сигнал, запускающий элемент активации 9, на выходе которого формируется сигнал, приводящий к срабатыванию исполнительного устройства 10, каким может быть отделяющийся штатный элемент конструкции ГЦ или привнесенный в конструкцию ГЦ заряд/пиропатрон. Происходит гарантированное разрушение ротора ГЦ.
При необходимости санкционированного торможения ГЦ эксплуатирующая сторона связывается с организацией-производителем ГЦ и дистанционно или представителем вышеозначенной организации с помощью портативного устройства производится дезактивация системы защиты от несанкционированного торможения, путем передачи сигнала дезактивации в блок дешифрации 2 по сигнальным проводам 3 датчика скорости вращения 4 или по сети питания 5 двигателя. При этом с блока дешифрации 2 на детектор 6 поступает запрещающий сигнал. В этом случае на вход компаратора 8 поступает сигнал, соответствующий величине, заведомо большей, чем содержащаяся в блоке памяти 1 величина критического параметра скорости вращения. Указанная система перестает рассчитывать текущую скорость вращения ротора и определять разность между текущей скоростью вращения и номинальной рабочей скоростью вращения. Производится штатное торможение ГЦ.
Применение данного изобретения повышает надежность защиты от несанкционированного использования и предотвращает воспроизведение конструкции газовой центрифуги путем исключения возможности несанкционированного торможения ГЦ при эксплуатации разделительного производства без разрушения роторов внутри них.
Источники информации
1. Патент РФ №2228543, G08G 5/00, G05D 1/10, F41G 7/30, опубл. 10.05.2004. «Способ предотвращения несанкционированного использования летательных аппаратов». Ефремов Г.А. и др.
2. Geoffrey Forden and John Thomson «Iran as a Pioneer Case for Multilateral Nuclear Arrangements», доклад на Международной конференции, 24 мая 2007 года http://mit.edu/stgs/pdfs/Forden%20Bejing%20MNAs%20in%20iran.pdf http://web.mit.edu/stgs/pdfs/IranCrisispdf/Forden-Thomson Proposal. 24 May, 2007.pdf