1、無(wú)人機的發(fā)展與推廣

IAEA開(kāi)發(fā)無(wú)人機供日本福島縣當局使用。(圖源:福島縣)
無(wú)人機有多種用途,從國防和武器應用到監控和航空攝影,每個(gè)人都可以使用,甚至可以直接在網(wǎng)上購買(mǎi)。
如今,無(wú)人機也越來(lái)越多地被用于核能領(lǐng)域,主要是核輻射監測,尤其是自2011年福島災難以來(lái),無(wú)人機在核能領(lǐng)域應用更加普遍。
2012年,日本福島第一核電站發(fā)生事故后,國際原子能機構(IAEA)和福島縣同意在輻射監測和補救方面進(jìn)行合作,合作內容包括協(xié)助開(kāi)展以下方面的研究;
輻射監測,包括使用無(wú)人機應用環(huán)境測繪技術(shù),并使用輻射監測數據繪制地圖,供公眾使用;
場(chǎng)外去污,包括環(huán)境監測結果分析和暴露途徑探索,以減少或避免暴露;
放射性廢物管理,包括場(chǎng)外凈化活動(dòng)產(chǎn)生的低放射性廢物的管理方法。
此后,已經(jīng)完成一個(gè)關(guān)于環(huán)境測繪技術(shù)應用和輻射監測數據地圖繪制項目,IAEA和福島縣已經(jīng)編寫(xiě)了報告。
IAEA的中期總結報告(2013-2020年)涵蓋了一系列廣泛無(wú)人機研究活動(dòng),包括“無(wú)人機環(huán)境測繪技術(shù)”,以監測徒步無(wú)法到達或懷疑輻射水平高的區域。
IAEA核科學(xué)與應用部幫助福島縣制定了在兩個(gè)項目中使用儀器化無(wú)人機的方法。
包括提供一個(gè)完整的基于無(wú)人機的儀器系統,該系統能夠進(jìn)行輻射測量,具有測量后分析和翻譯解釋?zhuān)嘤柛u縣工作人員使用無(wú)人機,使用無(wú)人機儀器和相關(guān)軟件進(jìn)行數據采集和分析。

無(wú)人機輻射繪圖技術(shù)(圖源:福島縣)
IAEA表示,目前研究的方法“有很大潛力被擴展應用于與核事故、采礦活動(dòng)以及部分退役和現場(chǎng)修復造成的污染場(chǎng)地相關(guān)的放射性測繪”。
2021年,IAEA宣布,其裝備有輻射探測器、照相機和GPS設備的無(wú)人機,已在福島地區實(shí)地測試和驗證,目前可以在常規或緊急狀態(tài)下使用,包括:
在IAEA核科學(xué)與儀器實(shí)驗室(NSIL)開(kāi)發(fā)和建造的一套完整的無(wú)人機輻射探測系統,具有數據處理和存儲能力。
測量后分析和翻譯解釋?zhuān)谌毡靖u縣和奧地利Seibersdorf的NSIL接受培訓,學(xué)習如何應用無(wú)人機及其儀器系統,以及如何使用軟件獲取和解釋數據。
IAEA目前正在整合和測試改進(jìn)的儀器,包括其適應下一代無(wú)人機。
IAEA物理部部長(cháng)達納斯·里迪卡斯(Danas Ridikas)說(shuō):“這些新的改進(jìn)將使無(wú)人機的飛行時(shí)間更長(cháng),并在一次測量中確定劑量當量率和伽馬能譜。當與高質(zhì)量的相機功能相結合時(shí),新系統將獲得與放射性地圖和放射性核素識別疊加的完整3D航空攝影測量模型。”
IAEA輻射安全和監測部部長(cháng)米羅斯拉夫·皮納克(Miroslav Pinak)說(shuō),基于無(wú)人機的技術(shù)對于推進(jìn)輻射監測發(fā)展至關(guān)重要,包括環(huán)境測繪改進(jìn)和長(cháng)期監測污染區域。
2、中亞無(wú)人機發(fā)展

IAEA表示,2021年將部署無(wú)人機來(lái)監測中亞地區鈾礦遺址區的輻射,包括哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦和烏茲別克斯坦的前鈾礦開(kāi)采和加工區。
IAEA修復安全專(zhuān)家斯文·阿爾特費爾德(Sven Altfelder)說(shuō):“20世紀40年代至90年代期間,該地區的鈾礦開(kāi)采和加工留下了一些放射性污染的鈾礦遺址區。由于大多數地點(diǎn)位于山區和地震活躍地區,派人進(jìn)行監測是一項挑戰。”
IAEA鈾遺址協(xié)調小組(CGULS)認識到了這一挑戰,該小組于2017年與德國、哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦和烏茲別克斯坦的專(zhuān)家合作,開(kāi)展了一個(gè)由德國教育和研究部資助的研究項目,以開(kāi)發(fā)無(wú)人機。
該項目的初始階段于2020年完成,并在德國隆內堡對該系統進(jìn)行了實(shí)際測試,通過(guò)在部分修復的鈾遺留地上空飛行獲得了詳細的污染地圖。
CGULS為中亞專(zhuān)家參加研討會(huì )和協(xié)調會(huì )議提供了便利,并為實(shí)地工作提供了后勤援助。
無(wú)人機將攜帶一臺伽馬光譜儀,該光譜儀在檢測放射性核素濃度方面準確性很高。目前正在進(jìn)行最終測試。
目前,歐洲、俄羅斯和美國的其他幾家組織和私營(yíng)公司也在開(kāi)發(fā)用于輻射監測的無(wú)人機。
3、法國無(wú)人機發(fā)展

自去年年初以來(lái),Skeyetech無(wú)人機已部署在歐安諾-拉阿格(Orano La Hague)工廠(chǎng)基地(圖源:©Azur Drones)
Vinci Construction的子公司NUVIATech Instruments開(kāi)發(fā)了用于環(huán)境輻射監測的NuEM無(wú)人機,其設計用于測量較小區域,以搜索不受控制的放射源或潛在污染,或具有危險劑量水平的地方。
該無(wú)人機包括一個(gè)NaI(Tl)伽馬能譜探頭、一個(gè)配備兩個(gè)能量補償GM管的高劑量水平探測器和一個(gè)用于空氣污染測量的小型空氣采樣器。
2021年,Azur Drones宣布與工業(yè)原子能工程公司AVNIR能源達成一項協(xié)議,遠程監測和檢測核電廠(chǎng)的輻射泄漏,以及在工業(yè)場(chǎng)所的污染風(fēng)險。

Azur計劃在法國和國外提供遠程、自主的輻射探測服務(wù)。該平臺將使用Azur的Skeyetech無(wú)人機箱中包,AVNIR 能源的電離區檢測設備(DIZI)輻射傳感器,集成到該飛行器及其操作系統中。
Skeyetech是一種自主無(wú)人機,可以執行白天或夜間任務(wù),無(wú)論是否有遠程駕駛。機上的DIZI傳感器不是蓋革計數器,而是閃爍探測器,能夠探測、測量和識別放射性同位素。Azur說(shuō),這將使操作人員能夠更快地識別輻射泄漏,并從遠處提供完整的強度和補給測量。
該系統將作為無(wú)人機自動(dòng)監控設施期間定期實(shí)時(shí)讀數的一部分。當通過(guò)其他方式檢測到輻射水平時(shí),可以部署Skeyetech-DIZI組合來(lái)收集該地區的完整數據。“將DIZI傳感器集成到Skeyetech解決方案中,可以在完全安全的情況下在現場(chǎng)的任何位置進(jìn)行放射性讀數,”Azur無(wú)人機CEO尼古拉斯·比勒科克(Nicolas Billecocq)說(shuō)。
Azur表示,這項服務(wù)已經(jīng)被法國核電行業(yè)的一家公司使用。