无人机核辐射航测技术在日本广域辐射监测中的应用研究.pdf

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1、第34卷第3期核电子学与探测技术Vo1．34No．32014年3月NuclearElectronics&DetectionTechnologyMarch．2014无人机核辐射航测技术在日本广域辐射监测中的应用研究马晓宇。，孟德2(1．中核控制系统工程有限公司，北京100176；2．环境保护部核与辐射安全中心，北京100082；3．清华大学，北京100084)摘要：福岛事故中大量的放射性物质被释放到环境中。日本政府、地方政府、当地居民等要求获得直观易懂的辐射剂量率分布和放射性铯累积状况等信息。并且，剂量率会随着放射性物质的衰减、

2、降雨、去污等导致大幅度的变化，所以广域的放射性物质过渡评价日益受到人们关注。但是，测量仪等的固定点监测和车载移动监测对污染程度整体把握和研究防护措施是不够的。论文介绍了日本的无人机核辐射航测在广域辐射剂量率分布监测、放射性铯的扩散抑制等方面的技术应用状况，以期为我国的核安全监测和防护提供参考。关键词：核辐射航测；无人机；广域辐射监测；核安全中图分类号：TL99文献标志码：A文章编号：0258-0934(2014)03-0409-05近年来，从空中收集自然灾害和事故现场另一方面，最近手机、电脑和相机等为代表等信息的需求日益增加。

3、特别是无人机的电子设备的性能进步显著，可以用更小更轻(UAV，UnmannedAerialVehicle)，因其可以进量的设备实现以往同等或以上的性能。目前，入人难以到达的地域中去，作为安全、高效获取日本正在积极采用这些最新技术开发可以监测信息的手段而备受关注。2011年3月发生的核灾害并且运用简便的小型无人飞机系统用于东日本大地震中，通过无人机把握福岛第一核核辐射监测。关注小型无人机核辐射监测技术电站受灾状况的情景还记忆犹新。的最新发展，把握辐射环境监测技术的发展趋无人机，大致分为东日本大震灾时从关岛势对我国监测体系建设的完

4、善可以起到指导、飞到福岛的美军全球鹰(RQ一4GlobalHawk)借鉴的作用。为代表的大型无人飞机和机体重量在100kg1核事故时的无人机核辐射监测以下的小型无人飞机。大型无人飞机由搭载的各种传感器(照相机、雷达等)、航空器材、通信I．1核事故时的事项推移和航空监测器材，可远距离高空飞行的机体以及大规模的发生核事故时的事项推移及其对应的航空地面支援设备构成，并且由专业的人员和组织监测如图I所示。运行。事故早期，由有明显放射性物质释放的先兆，即开始发现有可能使厂区外公众受到照射时起，直到释放开始后的最初几小时至几天。收稿日期：

5、2014—01—20在此阶段，大部分释放到大气中的放射性物质作者简介：马晓宇(1981一)，女，山西省大同市人，在漂浮在空中，出动无人机搭载监测系统，可迅速读博士研究生，从事核工程仪控相关课题研究。通确认有无放射性物质的大气释放及其规模。信作者：孟德，Email：mengde@chlna／18~．c／]。在事故中期，由开始释放放射性物质的最409的核防灾训练等。根据核设施的特点，从安全和高效的观点出发事先决定无人机的飞行顺序和飞行路线。1．2．1搭载设备搭载设备至少需要可远程操作的摄像装置和放射线测量仪器及监测数据传送装置。摄

6、像设备需要配置防振动装置，具备可视或红外线摄像功能。红外线摄像用于热源勘探和夜间监视使用。在一个支架上可以同时安装可视和红图1核事故时的事项推移及其对应外线摄像机镜头，不过通常重量在2Okg左右的航空监测或以上，如果无人机搭载能力余量不够的话可初几小时至几天或几周。本阶段开始时，已有以采用可交换式。大部分放射性物质进入大气，而且大部分放射探测器通常采用测量伽马射线的无机闪烁性物质可能已沉降于地表，污染居民区。因此，体NaI、hBr3等探测器。需要有足够的灵敏度在这个阶段主要把监测重点放在大范围的地表响应，当监测场所放射性剂量水

7、平变化时，仪器污染状况的把握上。搭载有大型伽马射线测量的读数要随之而变化。设备需要有较高的抗震仪和光谱仪的无人机，可测量地表放射性物质性和对恶劣环境条件的(温度、湿度、压力)耐的核素浓度，更精确地把握污染分布状况。受能力。]。事故晚期，也称为恢复期。可由事故后数1．2．2飞行性能的要求周至几年。在此阶段，环境放射水平随着放射在发生核事故时，迅速把握是否有放射性性物质的衰减、降雨、去污等等导致大幅度的变物质放出及其规模，对研究事故对策，比如判断化。用无人机定期观测监测点，以研究和发现是否实施载人航测和应急疏散极其重要。环境辐射水

8、平的变化¨J。事故早期，无人机在设施边界附近巡回飞航空监测，特别是无人机的核辐射航测，起行，测量空气吸收剂量率等，把握是否有放射性飞着陆简便，飞行员和监测人员受辐射伤害风物质的释放及其规模。随后，在下风方向空域险小。因此，在发生核事故的各阶段出动无人悬停并进行测量，更精确地把