1、無人機(jī)的發(fā)展與推廣

IAEA開發(fā)無人機(jī)供日本福島縣當(dāng)局使用。(圖源：福島縣)

無人機(jī)有多種用途，從國防和武器應(yīng)用到監(jiān)控和航空攝影，每個人都可以使用，甚至可以直接在網(wǎng)上購買。

如今，無人機(jī)也越來越多地被用于核能領(lǐng)域，主要是核輻射監(jiān)測，尤其是自2011年福島災(zāi)難以來，無人機(jī)在核能領(lǐng)域應(yīng)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(jī)構(gòu)(IAEA)和福島縣同意在輻射監(jiān)測和補(bǔ)救方面進(jìn)行合作，合作內(nèi)容包括協(xié)助開展以下方面的研究;

輻射監(jiān)測，包括使用無人機(jī)應(yīng)用環(huán)境測繪技術(shù)，并使用輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制地圖，供公眾使用;

場外去污，包括環(huán)境監(jiān)測結(jié)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，包括場外凈化活動產(chǎn)生的低放射性廢物的管理方法。

此后，已經(jīng)完成一個關(guān)于環(huán)境測繪技術(shù)應(yīng)用和輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)地圖繪制項目，IAEA和福島縣已經(jīng)編寫了報告。

IAEA的中期總結(jié)報告(2013-2020年)涵蓋了一系列廣泛無人機(jī)研究活動，包括“無人機(jī)環(huán)境測繪技術(shù)”，以監(jiān)測徒步無法到達(dá)或懷疑輻射水平高的區(qū)域。

IAEA核科學(xué)與應(yīng)用部幫助福島縣制定了在兩個項目中使用儀器化無人機(jī)的方法。

包括提供一個完整的基于無人機(jī)的儀器系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠進(jìn)行輻射測量，具有測量后分析和翻譯解釋，培訓(xùn)福島縣工作人員使用無人機(jī)，使用無人機(jī)儀器和相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析。

無人機(jī)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(kuò)展應(yīng)用于與核事故、采礦活動以及部分退役和現(xiàn)場修復(fù)造成的污染場地相關(guān)的放射性測繪”。

2021年，IAEA宣布，其裝備有輻射探測器、照相機(jī)和GPS設(shè)備的無人機(jī)，已在福島地區(qū)實地測試和驗證，目前可以在常規(guī)或緊急狀態(tài)下使用，包括：

在IAEA核科學(xué)與儀器實驗室(NSIL)開發(fā)和建造的一套完整的無人機(jī)輻射探測系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)處理和存儲能力。

測量后分析和翻譯解釋，在日本福島縣和奧地利Seibersdorf的NSIL接受培訓(xùn)，學(xué)習(xí)如何應(yīng)用無人機(jī)及其儀器系統(tǒng)，以及如何使用軟件獲取和解釋數(shù)據(jù)。

IAEA目前正在整合和測試改進(jìn)的儀器，包括其適應(yīng)下一代無人機(jī)。

IAEA物理部部長達(dá)納斯·里迪卡斯(Danas Ridikas)說：“這些新的改進(jìn)將使無人機(jī)的飛行時間更長，并在一次測量中確定劑量當(dāng)量率和伽馬能譜。當(dāng)與高質(zhì)量的相機(jī)功能相結(jié)合時，新系統(tǒng)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(jiān)測部部長米羅斯拉夫·皮納克(Miroslav Pinak)說，基于無人機(jī)的技術(shù)對于推進(jìn)輻射監(jiān)測發(fā)展至關(guān)重要，包括環(huán)境測繪改進(jìn)和長期監(jiān)測污染區(qū)域。

2、中亞無人機(jī)發(fā)展

IAEA表示，2021年將部署無人機(jī)來監(jiān)測中亞地區(qū)鈾礦遺址區(qū)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采和加工區(qū)。

IAEA修復(fù)安全專家斯文·阿爾特費爾德(Sven Altfelder)說：“20世紀(jì)40年代至90年代期間，該地區(qū)的鈾礦開采和加工留下了一些放射性污染的鈾礦遺址區(qū)。由于大多數(shù)地點位于山區(qū)和地震活躍地區(qū)，派人進(jìn)行監(jiān)測是一項挑戰(zhàn)。”

IAEA鈾遺址協(xié)調(diào)小組(CGULS)認(rèn)識到了這一挑戰(zhàn)，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家合作，開展了一個由德國教育和研究部資助的研究項目，以開發(fā)無人機(jī)。

該項目的初始階段于2020年完成，并在德國隆內(nèi)堡對該系統(tǒng)進(jìn)行了實際測試，通過在部分修復(fù)的鈾遺留地上空飛行獲得了詳細(xì)的污染地圖。

CGULS為中亞專家參加研討會和協(xié)調(diào)會議提供了便利，并為實地工作提供了后勤援助。

無人機(jī)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(zhǔn)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公司也在開發(fā)用于輻射監(jiān)測的無人機(jī)。

3、法國無人機(jī)發(fā)展

自去年年初以來，Skeyetech無人機(jī)已部署在歐安諾-拉阿格(Orano La Hague)工廠基地(圖源：©Azur Drones)

Vinci Construction的子公司NUVIATech Instruments開發(fā)了用于環(huán)境輻射監(jiān)測的NuEM無人機(jī)，其設(shè)計用于測量較小區(qū)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。

該無人機(jī)包括一個NaI(Tl)伽馬能譜探頭、一個配備兩個能量補(bǔ)償GM管的高劑量水平探測器和一個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(dá)成一項協(xié)議，遠(yuǎn)程監(jiān)測和檢測核電廠的輻射泄漏，以及在工業(yè)場所的污染風(fēng)險。

Azur計劃在法國和國外提供遠(yuǎn)程、自主的輻射探測服務(wù)。該平臺將使用Azur的Skeyetech無人機(jī)箱中包，AVNIR 能源的電離區(qū)檢測設(shè)備(DIZI)輻射傳感器，集成到該飛行器及其操作系統(tǒng)中。

Skeyetech是一種自主無人機(jī)，可以執(zhí)行白天或夜間任務(wù)，無論是否有遠(yuǎn)程駕駛。機(jī)上的DIZI傳感器不是蓋革計數(shù)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，這將使操作人員能夠更快地識別輻射泄漏，并從遠(yuǎn)處提供完整的強(qiáng)度和補(bǔ)給測量。

該系統(tǒng)將作為無人機(jī)自動監(jiān)控設(shè)施期間定期實時讀數(shù)的一部分。當(dāng)通過其他方式檢測到輻射水平時，可以部署Skeyetech-DIZI組合來收集該地區(qū)的完整數(shù)據(jù)。“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(xiàn)場的任何位置進(jìn)行放射性讀數(shù)，”Azur無人機(jī)CEO尼古拉斯·比勒科克(Nicolas Billecocq)說。

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。