Американские ученые представили оригинальную технологию, позволяющую оценить состояние ядерного реактора «изнутри» и в реальном времени. Они разработали «поющие» термоакустические датчики, которые размещаются прямо в активной зоне реактора. Новинка была представлена на 167-й конференции Американского акустического общества, а вкратце рассказывает о ней издание Extreme Tech.
Со дня аварии на японской АЭС «Фукусима-1» прошло уже больше трех лет, однако нам почти ничего не известно о том, что происходит внутри остановленных реакторов станции. Ученые и энергетики собирают массу информацию о состоянии почвы, атмосферы и воды, однако в закрытые саркофагами активные зоны АЭС проникают только специальные роботы – и продвинулись они пока не очень далеко. «На безрыбье» сгодились даже космические лучи: иногда они пролетают сквозь реакторы и приносят крупицы бесценной информации.
С новой технологией, разработанной американскими учеными в сотрудничестве с энергетической компанией «Вестингхауз», эта проблема больше никогда не возникнет. Если температура, давление или уровень радиоактивного излучения в реакторе начнет «скакать», новые датчики будут издавать звук на соответствующей резонансной частоте – иными словами, они будут насвистывать свое состояние.
Steven L. Garrett, Randall A. Ali, James A. Smith and Michael D. Heibel
Конструкция датчиков максимально проста. Резонатор (длинный полый стержень) плотно облегает керамический материал, в котором с регулярными интервалами проделан ряд миниатюрных отверстий (пор). При определенном перепаде температуры или давления частота резонанса внутри стержня меняется предсказуемым образом – и он издает звуки на высокой частоте. Очень важно, что такому датчику не требуется никакой электроники, и никаких внешних источников энергии. Более того, авторы идеи предложили надевать свои устройства на топливные стержни реакторов: тогда тепловыделяющие элементы сами превратятся в автономные датчики. И тогда реактор «запоет» многоголосым хором, сообщающим внимательным энергетикам всё о своем состоянии.
Такая информация окажется полезной не только в экстремальной ситуации: если бы данные «изнутри» множества АЭС собиралась в массивные базы данных, ремонт и модернизация реакторов проходила бы более быстро и безопасно.