RadBall - RadBall

О спорте, в котором играют на велосипедах, см. Велосипедный шар.

В RadBall представляет собой развертываемое пассивное неэлектрическое устройство формирования изображения горячих точек гамма-излучения диаметром 140 мм (5½ дюймов), обеспечивающее обзор области развертывания на 360 градусов. Устройство особенно полезно в случаях, когда радиация поля внутри ядерный объект неизвестны, но необходимы для планирования подходящего снятие с эксплуатации ядерной установки стратегия. Устройство разработано британской Национальная ядерная лаборатория и состоит из внутреннего сферического сердечника из радиационно-чувствительного материала и внешнего вольфрам основан коллимация оболочка. Устройство не требует электропитания или связи и может быть развернуто удаленно, что устраняет необходимость радиационного воздействия на персонал. 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 снятии с эксплуатации ядерных установок.

Устройство

Устройство состоит из двух составных частей: гамма-излучение чувствительное внутреннее ядро, которое помещается внутри сферического вольфрам внешний коллимация оболочка. Внешний диаметр устройства составляет 140 мм (примерно 5 ½ дюйма), что позволяет развертывать его в труднодоступных местах, обеспечивая при этом обзор на 360 градусов. Внутреннее ядро ​​состоит из материала, который меняет цвет при воздействии гамма-излучения. Поэтому, когда устройство развернуто внутри радиоактивный В окружающей среде коллимационное устройство предпочтительно позволяет гамма-излучению проходить через коллимационные отверстия, которые оставляют дорожки внутри внутреннего ядра. Затем эти треки можно проанализировать, чтобы получить 3D визуализация радиоактивной среды с прогнозированием как местоположения источника, так и его интенсивности.

Развертывание и поиск

Общая радиация Картографический сервис на базе устройства состоит из шести отдельных шагов. Шаг 1 включает размещение устройства внутри заданного загрязненный область с известным положением и ориентацией. Это может быть достигнуто несколькими способами, включая развертывание с помощью кран, робот, оператором или (как в большинстве случаев) дистанционно управляемой рукой манипулятора. Устройство можно ориентировать вертикально или вверх ногами. После того, как устройство было размещено на месте, на этапе 2 его оставляют на месте, чтобы обеспечить прием дозы. После того, как устройство было оставлено на месте и достигнуто подходящее поглощение дозы (от 2 до 5000 рад), этап 3 включает удаление устройства из загрязненной зоны. После получения зазора шаг 4 включает удаление радиационно-чувствительной активной зоны изнутри коллимация устройство, убедившись, что оно не поворачивается и не перемещается во время развертывания.

Анализ и визуализация

Шаг 5 включает сканирование радиация чувствительное ядро ​​с использованием оптический техника, которая оцифровывает информацию, захваченную внутренним ядром. Шаг 6 включает интерпретацию этого набора данных для получения окончательного визуализация. Для каждого обнаруженного трека во внутреннем ядре специальные программного обеспечения создает линию, наиболее подходящую для предоставленных точек данных, и выбирает направление дорожки, 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 участка между устройством и точкой на стене. Если два устройства развернуты в разных местах в одной зоне развертывания, триангуляция может использоваться, чтобы предсказать, где вдоль экстраполированной линии находится источник излучения.

Некоторые типичные примеры визуализаций RadBall

  • Трехмерное изображение горячей ячейки, показывающее содержимое камеры и обнаруженное излучение на стенах

Преимущества перед существующей технологией

Существует ряд альтернативных технологий и подходов, начиная от использования GM базирующиеся детекторы, установленные на манипуляторе и перемещаемые вокруг радиоактивной ячейки, к сильно экранированной и коллимированной гамма-камере. Протестированная здесь технология имеет ряд преимуществ перед вышеупомянутыми. Что касается подхода GM / манипулятора, технология имеет направленную осведомленность, способность различать отдельные источники, которые находятся в непосредственной близости, нет необходимости в кабеле питания или данных, и технология может использоваться в областях, где манипулятор не работает. настоящее время. Что касается технологии сильно коллимированной гамма-камеры, эта технология также имеет ряд преимуществ, включая гораздо более компактный размер, меньший вес, отсутствие питания и шлангокабеля для передачи данных, а также меньший финансовый риск в случае загрязнения оборудования.

История развертывания

Технология была успешно внедрена несколько раз в США и Великобритании, как описано ниже.

Район реки Саванна, США

Самые ранние лабораторные испытания, проведенные на основе оригинальной версии технологии, были проведены в Калибровочной лаборатории физики медицинских приборов (HPICL) на сайте Savannah River Site (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. Второй набор тестов включал размещение устройства в зараженной горячей камере для определения характеристик источников излучения внутри. Эта работа описана в ряде предыдущих публикаций, в первую очередь в отчете по заказу США. Департамент энергетики,[1] но и в ряде журнальных публикаций.[2][3][4] и общепромышленные выпуски новостей.[5]

Хэнфорд сайт, США

Дальнейшие испытания первоначального обмана были предприняты, чтобы продемонстрировать, что технология может определять местонахождение подводных радиологических опасностей. Это исследование впервые включало подводное развертывание в США. Департамент энергетики Хэнфорд сайт. Это исследование представляет собой первое успешное подводное развертывание технологии и следующий шаг в демонстрации возможности удаленного развертывания технологии без электропитания в труднодоступных местах и ​​определения радиационных опасностей. Это исследование было частью продолжающейся работы по изучению того, может ли технология характеризовать более сложные радиационные среды, как описано ранее.[6]

Национальная лаборатория Ок-Ридж, США

Ряд судебных процессов прошел в Министерство энергетики США Национальная лаборатория Окриджа (ORNL) в декабре 2010 г., как описано ранее.[7] Общая цель этих испытаний заключалась в том, чтобы продемонстрировать, что недавно разработанная технология может использоваться для определения местоположения, количественной оценки и характеристики радиологических опасностей в двух отдельных горячих камерах (B и C). Что касается горячей камеры B, то основная цель демонстрации возможности использования технологии для определения местоположения, количественного определения и определения характеристик 3 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 очень хорошие результаты в отношении обнаружения и локализации источников излучения 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 внедрена в Великобритании. Селлафилд Участок для определения местонахождения многочисленных радиоактивных контейнеров на территории Экранированной ячейки. Этот конкретный проект включал развертывание трех устройств и представляет собой первый случай, когда триангуляция был продемонстрирован. В целом технология хорошо зарекомендовала себя благодаря обнаружению и количественной оценке около десятка источников. Этот рабочий пакет был выполнен в партнерстве с Sellafield Ltd.

Рекомендации

  1. ^ Фарфан, Эдуардо Б., Тревор К. Фоули, Тимоти Дж. Джанник, Джон Р. Гордон, Ларри Дж. Харпринг, Стивен Дж. Стэнли, Кристофер Дж. Холмс, Марк Олдхэм и Джон Адамовикс. 2009. «Тестирование технологии RadBall в Национальной лаборатории Саванна Ривер. Отчет Национальной лаборатории Саванна Ривер». [1]
  2. ^ Фарфан, Эдуардо Б; Фоли, Тревор Кью; Jannik, G Timothy; Харпринг, Ларри Дж; Гордон, Джон Р.; Благословение, Рональд; Коулман, Дж. Расти; Холмс, Кристофер Дж; Олдхэм, Марк; Адамовичс, Джон; Стэнли, Стивен Дж (2010). «Испытания технологии RadBall в лаборатории калибровки приборов физики здоровья в Саванна-Ривер». Journal of Physics: Серия конференций. 250 (1): 398–402. Bibcode:2010JPhCS.250a2080F. Дои:10.1088/1742-6596/250/1/012080. ЧВК  3100551. PMID  21617738.
  3. ^ Фарфан, Эдуардо Б; Фоли, Тревор Кью; Коулман, Дж. Расти; Jannik, G Timothy; Холмс, Кристофер Дж; Олдхэм, Марк; Адамовичс, Джон; Стэнли, Стивен Дж (2010). «Тестирование технологии RadBall и моделирование вольфрамового коллиматора с помощью MCNP». Journal of Physics: Серия конференций. 250 (1): 403–407. Bibcode:2010JPhCS.250a2081F. Дои:10.1088/1742-6596/250/1/012081. ЧВК  3100557. PMID  21617740.
  4. ^ Фарфан, Эдуардо Б .; Стэнли, Стивен; Холмс, Кристофер; Леннокс, Кэтрин; Олдхэм, Марк; Клифт, Кори; Томас, Эндрю; Адамовичс, Джон (2012). «Обнаружение опасностей и источников излучения на загрязненных территориях с помощью метода обратного отслеживания лучей в технологии RadBall». Физика здоровья. 102 (2): 196–207. Дои:10.1097 / HP.0b013e3182348c0a. PMID  22217592.
  5. ^ SRNL и NNL сотрудничают в рамках испытаний RadBall
  6. ^ Фарфан, Эдуардо Б .; Коулман, Дж. Расти; Стэнли, Стивен; Адамовичс, Джон; Олдхэм, Марк; Томас, Эндрю (2012). «Затопленные установки RadBall в горячих камерах на площадке Хэнфорда, содержащие капсулы 137CsCl». Физика здоровья. 103 (1): 100–6. Дои:10.1097 / HP.0b013e31824dada5. PMID  22647921.
  7. ^ Стэнли, С. Дж .; Леннокс, К; Farfán, E B; Коулман, Дж. Р.; Adamovics, J; Томас, А; Олдхэм, М. (2012). «Определение местоположения, количественная оценка и характеристика радиационных опасностей на загрязненных ядерных объектах с использованием нового устройства радиационной визуализации на основе пассивных неэлектрических полимеров». Журнал радиологической защиты. 32 (2): 131–45. Bibcode:2012JRP .... 32..131S. Дои:10.1088/0952-4746/32/2/131. PMID  22555190.

внешняя ссылка