Специальные датчики «пропоют» о состоянии ядерных реакторов

Реактор в Перу
Фото: Cris Bouroncle / AFP

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.

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.