"Поющие" датчики расскажут о состоянии ядерного реактора

Американскими учеными представлена оригинальная технология, которая позволяет оценить, в каком состоянии находится ядерный реактор «изнутри» в реальном времени. Речь идет о разработке так называемых «поющих» термоакустических датчиков, которые устанавливают непосредственно в активной зоне реактора. 

 

Новинку уже представили на 167-й конференции Американского акустического общества. Вкратце о ней рассказывается и в издании Extreme Tech.

 

С тех пор, когда произошла авария на АЭС «Фукусима-1» в Японии, минуло уже более трех лет. Однако почти ничего не известно о том, какой процесс идет внутри реакторов станции, которые были остановлены. 

 

Учеными и энергетиками осуществляется сбор массы самой разной информации о том, в каком состоянии почва, атмосфера и вода. Однако в активные зоны атомной электростанции, которые закрыты саркофагами, можно проникнуть лишь специальным роботам. Их задействуют для исследований, но пока они продвинулись не очень далеко. 

 

В такой ситуации пригодились даже космические лучи. Изредка они пролетают сквозь реакторы и таким образом преподносят для исследования в буквальном смысле слова крупицы бесценной информации.

 

 

Новая технология, которую разработали американские ученые совместно с энергетической компанией «Вестингхауз», позволяет решить эту проблему. В том случае, когда температура, давление или уровень радиоактивного излучения в реакторе будут «скакать», новые датчики начнут издавать звук на соответствующей резонансной частоте. То есть датчики, насвистывая, таким необычным образом будут сообщать о своем состоянии.

 

Датчики имеют максимально простую конструкцию. Резонатор, то есть длинный полый стержень, плотно облегает керамический материал. В нем с интервалами проделаны миниатюрные отверстия, то есть поры. Когда происходит определенный перепад температуры или давления, частота резонанса внутри стержня меняется. В результате он начинает «петь», то есть издавать звуки на высокой частоте. 

 

Подчеркнем, что такой датчик не нуждается в никакой электронике, что очень важно. Ему также не нужны никакие внешние источники энергии. Примечательно, что авторы идеи также предлагают надевать свои устройства на топливные стержни реакторов. Это необходимо для того, чтобы элементы, выделяющие тепло, сами превращались в автономные датчики. 

 

В этом случае реактор «запоет» многоголосым хором. Таким необычным образом он может сообщить о своем состоянии то, что не смогут сообщить даже очень внимательные энергетики.

 

Безусловно, такая информация станет полезной не только в случае экстремальной ситуации. Если бы сведения «изнутри» множества атомных электростанций собиралась в массивные базы данных, тогда бы ремонт и модернизация реакторов можно было бы проводить быстрее и более безопасно.