Метод гамма-излучения позволяет безопасно и быстро контролировать ядерные реакторы

Важные новости

Метод гамма-излучения безопасно и быстро контролирует ядерные реакторы

Реактор КРОКУС. Фото: Ален Херцог (EPFL)

Ученые из EPFL разработали и опробовали новый метод гамма-шума для неинвазивного и дистанционного мониторинга ядерных реакторов. Новый метод, опробованный на ядерном реакторе КРОКУС компании EPFL, может повысить ядерную безопасность и соблюдение договоров.

Мониторинг ядерных реакторов по всему миру, чтобы гарантировать, что они соответствуют международным договорам, имеет важное значение для безопасности. Но хотя нынешние методы мониторинга эффективны, они часто включают в себя инвазивные процедуры, которые могут нарушить работу реактора или создать угрозу безопасности.

Кроме того, ядерные технологии постоянно развиваются, создавая новые проблемы для ядерного мониторинга. Например, малые модульные реакторы (ММР) компактны и часто устанавливаются в удаленных местах, в то время как традиционные методы мониторинга в первую очередь предназначены для более крупных объектов и могут быть недостаточно адаптируемыми или чувствительными к работе ММР.

Теперь группа исследователей из EPFL и Института Пола Шеррера (PSI) разработала неинвазивный и более эффективный метод использования гамма-шума для мониторинга реакторов.

В статье, опубликованной в Scientific Reports они показывают, что гамма-излучение – в отличие от нейтронных сигналов, используемых традиционными методами мониторинга – может предоставлять точные и своевременные данные о критичности и составе реактора без фактического физического проникновения в корпус реактора.

Исследование возглавил Оскари Пакари, ученый из Лаборатории физики реакторов и поведения систем EPFL и отдела исследований ядерной энергии и безопасности PSI под руководством профессора Андреаса Паутца).

В своем новом методе мониторинга Исследователи использовали два сцинтиллятора из германата висмута, которые они стратегически расположили возле исследовательского ядерного реактора EPFL CROCUS, что позволило им неинвазивно контролировать гамма-излучение, испускаемое в результате его работы.

Гамма-излучение — это один из видов электромагнитного излучения, образующегося при делении ядра — процесса, происходящего внутри ядерного реактора — и гамма-лучи несут информацию о состоянии реактора, например об изменениях критичности и составе его топлива (например, урана), без напрямую мешая работе реактора.

Новый метод также использует статистический анализ изменчивости обнаружения гамма-лучей с течением времени. В отличие от традиционных методов, которые в значительной степени полагаются на нейтроны, анализ гамма-шума фокусируется на флуктуациях количества гамма-лучей, которые коррелируют с цепными реакциями деления, происходящими внутри реактора. Именно степень корреляции позволяет получить представление о рабочем состоянии реактора.

Наконец, метод может предоставить важные данные за считанные минуты, что является значительным улучшением по сравнению с традиционными методами, которые обычно требуют более длительного времени измерения и более близкого расположения к объекту. активная зона реактора. Вместо этого метод гамма-излучения использует вычислительные инструменты для анализа временных и пространственных отклонений обнаруженных гамма-лучей, что позволяет быстро и точно оценить состояние реактора.

Команда проверила свой метод путем расширенных экспериментов, успешно продемонстрировав его эффективность на расстояниях до нескольких метров от активной зоны реактора. Мониторинг гамма-излучения обнаружил мгновенные константы распада с минимальной погрешностью, что снижает необходимость прямого контакта с активной зоной реактора, но также повышает скорость и точность сбора данных.

Новый метод обеспечивает надежный и неинвазивный метод. мониторинг различных типов ядерных реакторов, в том числе ММР. Он может изменить протоколы ядерной безопасности, облегчить соблюдение международных договоров и потенциально применяться в других областях, требующих радиационного мониторинга без прямого контакта с датчиками.

Подробнее:

Strong> Оскари Пакари и др., Гамма-шум для неинвазивного мониторинга ядерных исследовательских реакторов, Научные отчеты (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-59127-y

Информация журнала: Научные отчеты, предоставленные Федеральной политехнической школой Лозанны

Новости сегодня

Последние новости