@ 2015.10.13 , 19:00

能看到核反应堆内部的猫眼探测器

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里德学院核反应堆 by Don McCullough, via Flickr. CC BY-NC 2.0

英格兰兰开斯特大学的研究者们已研制出一种能看到核反应堆所发出辐射的照相机。由Jonathan Beaumont领导的该团队从猫眼中汲取灵感,认为这项技术将提高核电站的安全性和效率,以及在核灾害事件的情况下提供必要帮助。

描述在《自然通讯》上的这个监视器可以同时检测快中子和γ射线发射。该系统使用单一探测器,含有暴露在高能中子和γ射线下会发荧光的液体闪烁体。该检测器本身被置于一个狭缝形的钨准直器中(类似于猫的狭缝瞳孔),以防止检测器被高强度核辐射过饱和(就像图像过度曝光)。一个由聚乙烯制成的圆筒状外部准直器围绕探测器内部,相机然后沿着轴线移动和旋转,以便不同角度的检测值能让研究者们确定辐射的确切来源。

从相机获得的数据可以被近实时监控,并能提供关于核反应核心状态、燃料燃烧效率和反应堆状况的重要信息,全都独立于先前安装的仪器。

兰开斯特大学核工程教授和研究共同作者Malcolm Joyce认为该技术将增加核电厂的安全性。他说:“正如我们已经证明,在远距离上对快中子发射的成像能力,能提供其它方式不能轻易得到的关于放射性环境的附加信息。这预期将有利于安全并推进我们应对紧急情况的能力。”

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各种稳态反应堆功率下的中子和γ射线图像。Credit: Beaumont et al. / Nature Communications

建立在前几个项目的基础上,这个快中子/伽玛射线成像仪已经研发了四年。它比目前使用的监测技术具有更长的寿命,而且小到可以放进手提箱里,重量只有20公斤。该相机的便携性使该仪器对于核事故情况很理想,在事故中反应堆的仪器可能受损,而且目前的外部成像技术需要很长时间来提供有用数据,从而使得紧急事件处理程序的执行显著缺乏辐射源信息。

目前全球范围内有436座核电厂正在运作,另有555座正在建设、计划或提案中,诸如此类监测技术的发展对于保证核能投资的安全性乃是当务之急。

本文译自 IFLScience,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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