2011年福島第一核電站發(fā)生核事故,反應(yīng)堆附近的放射性污染區(qū)對于人們進(jìn)入監(jiān)測輻射太危險(xiǎn)。國際原子能機(jī)構(gòu)開發(fā)的一種新的無人機(jī)技術(shù),將由日本福島縣當(dāng)局使用,這將使這項(xiàng)任務(wù)變得更加容易。
IAEA為配備輻射探測器,照相機(jī)和GPS設(shè)備的無人飛行器(UAV)開發(fā)的儀器和方法已在日本福島縣的實(shí)際條件下進(jìn)行了測試和驗(yàn)證,現(xiàn)已可用于常規(guī)或緊急情況。根據(jù)這一經(jīng)驗(yàn),原子能機(jī)構(gòu)愿意協(xié)助有興趣的成員國開發(fā)和實(shí)施這種技術(shù),以在發(fā)生核或放射緊急情況后進(jìn)行放射繪圖。
無人機(jī)的低成本以及人們避免使用無人機(jī)的事實(shí)是這項(xiàng)技術(shù)的重要優(yōu)勢。
國際原子能機(jī)構(gòu)和福島縣第一次開始開發(fā),2012年申請無人機(jī)放射性監(jiān)測在框架內(nèi)合作的核安全IAEA行動計(jì)劃,在國際原子能機(jī)構(gòu)協(xié)助福島縣通過連續(xù)兩個(gè)合作項(xiàng)目,2012年至2020年通過:提供由原子能機(jī)構(gòu)核科學(xué)和儀器實(shí)驗(yàn)室(NSIL)開發(fā)和建造的,用于輻射測量的完整的基于無人機(jī)的儀器系統(tǒng)-具有數(shù)據(jù)處理和存儲功能的輻射檢測系統(tǒng);在福島縣和奧地利塞伯斯多夫的NSIL提供測量后分析和解釋方法,并培訓(xùn)人員如何使用無人機(jī)及其儀器系統(tǒng)以及如何使用軟件獲取和解釋數(shù)據(jù)。
最近,無人機(jī)取得了突破性進(jìn)展,并有望在不久的將來取得重大發(fā)展,包括更大的有效載荷,集成的探測器和傳感器,改進(jìn)的自動導(dǎo)航以及車輛與其他無人機(jī)和地面系統(tǒng)合作的能力。原子能機(jī)構(gòu)目前正在努力對改進(jìn)的新儀器進(jìn)行集成和測試,包括使其適應(yīng)下一代無人機(jī)。
國際原子能機(jī)構(gòu)物理組負(fù)責(zé)人丹納斯·里迪卡斯說:“這些新穎的發(fā)展將使無人機(jī)的飛行時(shí)間更長,并且可以通過一次測量確定劑量當(dāng)量率和伽馬譜。” “當(dāng)與高質(zhì)量的相機(jī)功能結(jié)合使用時(shí),新系統(tǒng)將允許獲得完整的3D航空攝影測量模型,并將其與放射圖和放射性核素識別疊加在一起。”
國際原子能機(jī)構(gòu)和福島縣
國際原子能機(jī)構(gòu)輻射安全和監(jiān)測科負(fù)責(zé)人米羅斯拉夫·皮納克(Miroslav Pinak)解釋說,基于無人機(jī)的技術(shù)對于推進(jìn)輻射監(jiān)測至關(guān)重要,包括加強(qiáng)環(huán)境測繪的應(yīng)用以及改善對受污染地區(qū)的長期監(jiān)測。
使用由國際原子能機(jī)構(gòu)開發(fā)并經(jīng)福島縣確認(rèn)的無人機(jī)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)可用于評估潛在的輻射風(fēng)險(xiǎn),并有助于在日本建立適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救,去污和核廢料管理計(jì)劃和策略。
有關(guān)項(xiàng)目結(jié)果的詳細(xì)國際原子能機(jī)構(gòu)技術(shù)文件,包括儀器校準(zhǔn),方法學(xué)驗(yàn)證,原位劑量率測量以及福島縣放射性廢物臨時(shí)存儲地點(diǎn)的地圖將公開提供。
所開發(fā)的技術(shù),方法和培訓(xùn)機(jī)會應(yīng)要求可提供給原子能機(jī)構(gòu)成員國,并在原子能機(jī)構(gòu)的支持下已在一些國家實(shí)施。
技術(shù)如何運(yùn)作?
無人機(jī)配備了輻射探測器,照相機(jī)和GPS設(shè)備。無人機(jī)起飛后,輻射讀數(shù)和其他相關(guān)信息將與精確的GPS位置同步,并實(shí)時(shí)發(fā)送給地面站的飛行員并存儲在機(jī)上。著陸后,將恢復(fù)所有詳細(xì)數(shù)據(jù),這意味著將攝影/地理信息與輻射測量值的校正數(shù)據(jù)一起重建。然后將類似衛(wèi)星的照片和經(jīng)過分析的輻射數(shù)據(jù)測量結(jié)果提供給決策者,以采取進(jìn)一步的行動。
在背包和無人機(jī)技術(shù)均可進(jìn)入的區(qū)域中進(jìn)行原位測量的示例(未校正的原始數(shù)據(jù)):使用無人機(jī)系統(tǒng)(Geiger-Müller計(jì)數(shù)器)以10m高度飛行(左側(cè))獲得的數(shù)據(jù)點(diǎn);使用背包系統(tǒng)(CsI光譜儀)獲得的數(shù)據(jù)點(diǎn)在探測器位于1m高度(右側(cè))的整個(gè)區(qū)域中行走。(照片:福島縣)
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