РадБолл

RadBall . — это развертываемое пассивное неэлектрическое устройство визуализации горячих точек гамма-излучения диаметром 140 миллиметров (5,5 дюйма), которое обеспечивает обзор области развертывания на 360 градусов Устройство особенно полезно в тех случаях, когда поля радиации внутри ядерной установки неизвестны, но необходимы для планирования подходящей стратегии вывода из эксплуатации ядерной установки . Великобритании Устройство было разработано Национальной ядерной лабораторией и состоит из внутреннего сферического ядра, изготовленного из радиационно-чувствительного материала, и внешней вольфрама оболочки на основе коллимационной . Устройство не требует какого-либо электропитания или канала связи и может быть развернуто удаленно, что исключает необходимость радиационного облучения персонала. В дополнение к этому, устройство имеет очень широкий диапазон целевых доз от 2 до 5000 рад (от 20 мГр до 50 Гр ), что делает эту технологию широко применимой при выводе из эксплуатации ядерных установок.

Устройство

Устройство состоит из двух составных частей: чувствительного к гамма-излучению внутреннего сердечника, который помещается внутри сферической вольфрамовой внешней коллимационной оболочки. Внешний диаметр устройства составляет 140 мм (около 5 ½ дюйма), что позволяет использовать его в труднодоступных местах, обеспечивая при этом обзор территории на 360 градусов. Внутреннее ядро состоит из материала, который меняет цвет под воздействием гамма-излучения. Поэтому, когда устройство развернуто внутри радиоактивной среды, коллимационное устройство предпочтительно позволяет гамма-излучению проходить через коллимационные отверстия, которые оставляют следы внутри внутреннего ядра. Затем эти треки можно проанализировать, чтобы получить трехмерную визуализацию радиоактивной среды, прогнозируя как местоположение источника, так и его интенсивность.

Развертывание и извлечение

Полный сервис радиационного картирования на базе устройства состоит из шести отдельных этапов. Шаг 1 предполагает размещение устройства внутри заданной загрязненной зоны с известным положением и ориентацией. Этого можно достичь разными способами, включая развертывание с помощью крана , робота , оператора или (как в большинстве случаев) с помощью манипулятора с дистанционным управлением. Устройство можно расположить как вертикально, так и перевернуто. После установки устройства на место этап 2 включает в себя оставление устройства на месте, чтобы обеспечить возможность приема дозы. После того, как устройство оставлено на месте и достигнуто подходящее поглощение дозы (от 2 до 5000 рад), шаг 3 включает удаление устройства из загрязненной зоны. После получения разрешения шаг 4 включает в себя удаление радиационно-чувствительного ядра из коллимационного устройства, гарантируя, что оно не вращается и не перемещается в течение периода развертывания.

Анализ и визуализация

Шаг 5 включает сканирование чувствительного к радиации ядра с использованием оптического метода, который оцифровывает информацию, полученную внутренним ядром. Шаг 6 включает в себя интерпретацию этого набора данных для получения окончательной визуализации . Для каждого обнаруженного трека во внутреннем ядре специальное программное обеспечение создает линию, наиболее подходящую для предоставленных точек данных, и выбирает направление трека, используя значения интенсивности. Эта линия наилучшего соответствия экстраполируется до пересечения со стенкой объема развертывания. Это указывает на то, что источник излучения находится на стене в этом месте или в любом месте на линии видимости между устройством и точкой на стене. Если два устройства развернуты в разных местах в одной и той же зоне размещения, можно использовать триангуляцию, чтобы предсказать, где на экстраполированной линии находится источник излучения.

Некоторые типичные примеры визуализаций RadBall

3D-изображение горячей камеры, показывающее содержимое камеры и обнаруженное излучение на стенах.

Преимущества перед существующей технологией

Существует ряд альтернативных технологий и подходов, начиная от использования детекторов на основе ГМ , установленных на манипуляторе и перемещаемых вокруг радиоактивной ячейки, до сильно экранированных и коллимированных гамма-камер. Испытанная здесь технология действительно имеет ряд преимуществ перед вышеупомянутыми. Что касается подхода GM/манипулятора, технология обладает направленной распознаванием, способностью различать отдельные источники, находящиеся в непосредственной близости, нет необходимости в кабеле питания или данных, и технология может использоваться в областях, где манипулятор не доступен. подарок. Что касается технологии сильно коллимированной гамма-камеры, то эта технология также имеет ряд преимуществ, включая гораздо более компактный размер, меньший вес, отсутствие кабеля питания и данных, а также меньший финансовый риск в случае загрязнения оборудования.

История развертывания

Эта технология была успешно применена несколько раз в США и Великобритании, как описано ниже.

Саванна-Ривер-Сайт, США

Первые лабораторные испытания оригинальной версии технологии были проведены в Лаборатории калибровки приборов физики здоровья (HPICL) Саванна-Ривер (SRS) с использованием различных источников гамма-излучения и рентгеновского аппарата с известными радиологическими характеристиками. Целью этих предварительных испытаний было определение оптимальной целевой дозы и толщины коллиматора устройства. Вторая серия испытаний включала размещение устройства в зараженной горячей камере для определения характеристик источников радиации внутри. Эта работа описана в ряде предыдущих публикаций, в первую очередь в докладе по заказу Министерства энергетики США . ^[1] но и в ряде журнальных публикаций. ^[2]^[3]^[4] и общие промышленные новостные агентства. ^[5]

Хэнфорд Сайт, США

Дальнейшие испытания оригинального устройства были проведены с целью продемонстрировать, что эта технология позволяет обнаруживать подводные радиологические опасности. В этом исследовании впервые были задействованы подводные установки на Министерства энергетики площадке США в Хэнфорде . Это исследование представляет собой первое успешное подводное внедрение технологии и дальнейший шаг в демонстрации того, что технология может быть развернута удаленно, без электропитания, в труднодоступных местах и обнаруживать радиационные опасности. Это исследование было частью продолжающейся работы по изучению того, способна ли эта технология охарактеризовать более сложные радиационные условия, как описано ранее. ^[6]

Национальная лаборатория Ок-Ридж, США

(ORNL) был проведен ряд испытаний . Министерства энергетики США в Окриджской национальной лаборатории Как описано ранее, в декабре 2010 года ^[7] Общая цель этих испытаний заключалась в том, чтобы продемонстрировать, что недавно разработанная технология может быть использована для обнаружения, количественной оценки и характеристики радиологических опасностей в двух отдельных горячих камерах (B и C). В случае с «горячей камерой B» основная цель — продемонстрировать, что эту технологию можно использовать для обнаружения, количественного определения и характеристики трех радиологических источников, — была достигнута со 100% успехом. Несмотря на более сложные условия в горячей камере C, два источника были обнаружены и точно локализованы. Подводя итог, можно сказать, что технология показала себя чрезвычайно хорошо в плане обнаружения и локализации источников радиации и, несмотря на сложные условия, умеренно хорошо при оценке относительной энергии и интенсивности этих источников.

Сайт Селлафилд, Великобритания

Совсем недавно, зимой 2011 года, эта технология была успешно применена на территории Великобритании в Селлафилде , чтобы нанести на карту местонахождение многочисленных радиоактивных контейнеров внутри комплекса защищенных ячеек. Этот конкретный проект включал использование трех устройств и представляет собой первый случай триангуляции демонстрации . В целом технология показала себя хорошо, обнаружив и определив около дюжины источников. Этот комплекс работ был выполнен в партнерстве с Sellafield Ltd.

Ссылки

^ Фарфан, Эдуардо Б., Тревор К. Фоули, Тимоти Г. Янник, Джон Р. Гордон, Ларри Дж. Харпринг, Стивен Дж. Стэнли, Кристофер Дж. Холмс, Марк Олдхэм и Джон Адамович. 2009. «Испытание технологии RadBall в Национальной лаборатории реки Саванна. Отчет Национальной лаборатории реки Саванна». [1]
^ Фарфан, Эдуардо Б; Фоли, Тревор К; Янник, Дж. Тимоти; Харпринг, Ларри Дж; Гордон, Джон Р.; Благословение, Рональд; Коулман, Дж. Расти; Холмс, Кристофер Дж; Олдхэм, Марк; Адамович, Джон; Стэнли, Стивен Дж (2010). «Испытание технологии RadBall в лаборатории калибровки приборов физики здоровья на территории Саванна-Ривер» . Физический журнал: серия конференций . 250 (1): 398–402. Бибкод : 2010JPhCS.250a2080F . дои : 10.1088/1742-6596/250/1/012080 . ПМК 3100551 . ПМИД 21617738 .
^ Фарфан, Эдуардо Б; Фоли, Тревор К; Коулман, Дж. Расти; Янник, Дж. Тимоти; Холмс, Кристофер Дж; Олдхэм, Марк; Адамович, Джон; Стэнли, Стивен Дж (2010). «Тестирование технологии RadBall и моделирование MCNP вольфрамового коллиматора» . Физический журнал: серия конференций . 250 (1): 403–407. Бибкод : 2010JPhCS.250a2081F . дои : 10.1088/1742-6596/250/1/012081 . ПМК 3100557 . ПМИД 21617740 .
^ Фарфан, Эдуардо Б.; Стэнли, Стивен; Холмс, Кристофер; Леннокс, Кэтрин; Олдхэм, Марк; Клифт, Кори; Томас, Эндрю; Адамович, Джон (2012). «Обнаружение радиационных опасностей и источников на загрязненных территориях путем реализации метода обратной трассировки лучей в технологии RadBall» . Физика здоровья . 102 (2): 196–207. дои : 10.1097/HP.0b013e3182348c0a . ПМИД 22217592 . S2CID 38603574 .
^ SRNL и NNL сотрудничают в испытаниях RadBall
^ Фарфан, Эдуардо Б.; Коулман, Дж. Расти; Стэнли, Стивен; Адамович, Джон; Олдхэм, Марк; Томас, Эндрю (2012). «Погружное развертывание RadBall в горячих камерах на площадке в Хэнфорде, содержащих капсулы 137CsCl». Физика здоровья . 103 (1): 100–6. дои : 10.1097/HP.0b013e31824dada5 . ПМИД 22647921 . S2CID 24755090 .
^ Стэнли, С.Дж.; Леннокс, К; Фарфан, Е.Б.; Коулман-младший; Адамович, Дж; Томас, А; Олдхэм, М (2012). «Обнаружение, количественная оценка и характеристика радиационной опасности на загрязненных ядерных объектах с использованием нового устройства радиационной визуализации на основе пассивного неэлектрического полимера». Журнал радиологической защиты . 32 (2): 131–45. Бибкод : 2012JRP....32..131S . дои : 10.1088/0952-4746/32/2/131 . ПМИД 22555190 . S2CID 25624436 .

Внешние ссылки

[1] Фарфан, Эдуардо Б., Тревор К. Фоули, Тимоти Г. Янник, Джон Р. Гордон, Ларри Дж. Харпринг, Стивен Дж. Стэнли, Кристофер Дж. Холмс, Марк Олдхэм и Джон Адамович. 2009. «Испытание технологии RadBall в Национальной лаборатории реки Саванна. Отчет Национальной лаборатории реки Саванна». [1]

[2] Фарфан, Эдуардо Б; Фоли, Тревор К; Янник, Дж. Тимоти; Харпринг, Ларри Дж; Гордон, Джон Р.; Благословение, Рональд; Коулман, Дж. Расти; Холмс, Кристофер Дж; Олдхэм, Марк; Адамович, Джон; Стэнли, Стивен Дж (2010). «Испытание технологии RadBall в лаборатории калибровки приборов физики здоровья на территории Саванна-Ривер» . Физический журнал: серия конференций . 250 (1): 398–402. Бибкод : 2010JPhCS.250a2080F . дои : 10.1088/1742-6596/250/1/012080 . ПМК 3100551 . ПМИД 21617738 .

[3] Фарфан, Эдуардо Б; Фоли, Тревор К; Коулман, Дж. Расти; Янник, Дж. Тимоти; Холмс, Кристофер Дж; Олдхэм, Марк; Адамович, Джон; Стэнли, Стивен Дж (2010). «Тестирование технологии RadBall и моделирование MCNP вольфрамового коллиматора» . Физический журнал: серия конференций . 250 (1): 403–407. Бибкод : 2010JPhCS.250a2081F . дои : 10.1088/1742-6596/250/1/012081 . ПМК 3100557 . ПМИД 21617740 .

[4] Фарфан, Эдуардо Б.; Стэнли, Стивен; Холмс, Кристофер; Леннокс, Кэтрин; Олдхэм, Марк; Клифт, Кори; Томас, Эндрю; Адамович, Джон (2012). «Обнаружение радиационных опасностей и источников на загрязненных территориях путем реализации метода обратной трассировки лучей в технологии RadBall» . Физика здоровья . 102 (2): 196–207. дои : 10.1097/HP.0b013e3182348c0a . ПМИД 22217592 . S2CID 38603574 .

[5] SRNL и NNL сотрудничают в испытаниях RadBall

[6] Фарфан, Эдуардо Б.; Коулман, Дж. Расти; Стэнли, Стивен; Адамович, Джон; Олдхэм, Марк; Томас, Эндрю (2012). «Погружное развертывание RadBall в горячих камерах на площадке в Хэнфорде, содержащих капсулы 137CsCl». Физика здоровья . 103 (1): 100–6. дои : 10.1097/HP.0b013e31824dada5 . ПМИД 22647921 . S2CID 24755090 .

[7] Стэнли, С.Дж.; Леннокс, К; Фарфан, Е.Б.; Коулман-младший; Адамович, Дж; Томас, А; Олдхэм, М (2012). «Обнаружение, количественная оценка и характеристика радиационной опасности на загрязненных ядерных объектах с использованием нового устройства радиационной визуализации на основе пассивного неэлектрического полимера». Журнал радиологической защиты . 32 (2): 131–45. Бибкод : 2012JRP....32..131S . дои : 10.1088/0952-4746/32/2/131 . ПМИД 22555190 . S2CID 25624436 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]