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新的無人機(jī)技術(shù)現(xiàn)在可用于應(yīng)急情況的輻射監(jiān)測

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國際原子能機(jī)構(gòu)為日本福島縣當(dāng)局開發(fā)的一項(xiàng)使用無人機(jī)的新技術(shù)可以在受污染地區(qū)進(jìn)行放射性測量。(圖/福島縣)

在核事故例如2011年福島第一核電站事故發(fā)生后,反應(yīng)堆附近受輻射污染的區(qū)域可能過于危險(xiǎn),人們無法進(jìn)入該區(qū)域監(jiān)測輻射。國際原子能機(jī)構(gòu)為日本福島縣當(dāng)局開發(fā)的一項(xiàng)使用無人機(jī)的新技術(shù)將使這項(xiàng)任務(wù)變得更容易。

原子能機(jī)構(gòu)為配備輻射探測器、照相機(jī)和GPS裝置的無人機(jī)開發(fā)的方法和儀器已在福島縣的實(shí)際狀況下進(jìn)行了測試和驗(yàn)證,目前可在日?;驊?yīng)急情況下實(shí)際使用。根據(jù)這一經(jīng)驗(yàn),原子能機(jī)構(gòu)隨時(shí)準(zhǔn)備協(xié)助有關(guān)成員國開發(fā)和實(shí)施用于核或輻射應(yīng)急后的放射性測繪技術(shù)。

無人機(jī)成本低和避免人類受到輻射照射,是這項(xiàng)技術(shù)的兩大顯著優(yōu)勢。

原子能機(jī)構(gòu)和福島縣于2012年首次開始合作開發(fā)和使用無人機(jī)進(jìn)行輻射監(jiān)測。在原子能機(jī)構(gòu)“核安全行動(dòng)計(jì)劃”的框架內(nèi),原子能機(jī)構(gòu)已通過2012年至2020年的連續(xù)兩個(gè)項(xiàng)目向福島縣提供了援助,具體方式包括:

? 提供一套完整的基于無人機(jī)輻射測量儀器系統(tǒng),一套具有數(shù)據(jù)處理和存儲能力的輻射探測系統(tǒng),由原子能機(jī)構(gòu)核科學(xué)和儀器儀表實(shí)驗(yàn)室開發(fā)和建造;

? 提供測量后分析和解讀方法,并在福島縣和奧地利塞伯斯多夫核科學(xué)和儀器儀表實(shí)驗(yàn)室對人員進(jìn)行無人機(jī)及其儀器儀表系統(tǒng)應(yīng)用以及使用軟件獲取和解讀數(shù)據(jù)的培訓(xùn)。

最近,無人機(jī)技術(shù)取得了突破性進(jìn)展,預(yù)計(jì)在不久的將來會有重大發(fā)展,包括更大的有效載荷、集成探測器和傳感器、改進(jìn)的自導(dǎo)航以及車輛與其他無人機(jī)以及地面系統(tǒng)協(xié)同工作的能力。原子能機(jī)構(gòu)目前正在進(jìn)行新的改進(jìn)儀器的集成和測試,包括為適應(yīng)下一代無人機(jī)進(jìn)行的改裝。

“這些新的發(fā)展既可延長無人機(jī)的飛行時(shí)間,又可通過一次測量確定劑量當(dāng)量率和伽馬能譜?!痹幽軝C(jī)構(gòu)物理處處長Danas Ridikas說,“新系統(tǒng)在與高質(zhì)量的相機(jī)功能結(jié)合時(shí),將使用戶獲得與放射性地圖和放射性核素識別相疊加的完整三維航空攝影測量模型?!?/p>

與使用單一無人機(jī)在連續(xù)兩次飛行中獲得的放射性地圖相疊加的完整三維航空攝影測量圖。(圖/國際原子能機(jī)構(gòu)和福島縣)

原子能機(jī)構(gòu)輻射安全和監(jiān)測處處長Miroslav Pinak解釋說,基于無人機(jī)的技術(shù)將對推進(jìn)輻射監(jiān)測包括加強(qiáng)環(huán)境測繪的應(yīng)用和改進(jìn)對污染地區(qū)的長期監(jiān)測至關(guān)重要。

利用原子能機(jī)構(gòu)開發(fā)的無人機(jī)系統(tǒng)收集并經(jīng)福島縣驗(yàn)證的數(shù)據(jù),可用于評估潛在的輻射風(fēng)險(xiǎn),并有助于日本制定適當(dāng)?shù)闹卫?、去污和核廢物管理計(jì)劃和戰(zhàn)略。

原子能機(jī)構(gòu)將公開提供一份關(guān)于項(xiàng)目成果的詳細(xì)技術(shù)文件,包括儀器儀表校準(zhǔn)、方法驗(yàn)證、原位劑量率測量和福島縣放射性廢物臨時(shí)貯存點(diǎn)的測繪。

這些技術(shù)、方法和相關(guān)培訓(xùn)機(jī)會可應(yīng)請求提供給原子能機(jī)構(gòu)成員國,并已在原子能機(jī)構(gòu)的支持下在一些國家實(shí)施。

這項(xiàng)技術(shù)是如何工作的?

無人機(jī)配備了輻射探測器、照相機(jī)和GPS裝置。無人機(jī)起飛后,輻射讀數(shù)和其他相關(guān)信息將與其精確的GPS位置同步,并實(shí)時(shí)發(fā)送給地面站的飛行員,同時(shí)也存儲在機(jī)上。著陸后,所有的詳細(xì)數(shù)據(jù)被恢復(fù),照片和地理信息與修正后的輻射測量值一起被重建。這些衛(wèi)星照片和經(jīng)過分析的輻射測量數(shù)據(jù)隨后可提供給決策者,用于采取進(jìn)一步行動(dòng)。

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