洛桑聯(lián)邦理工學院的科學家設(shè)計并測試了一種新的伽馬噪聲方法，用于非侵入式遠距離監(jiān)測核反應(yīng)堆。這種新方法在洛桑聯(lián)邦理工學院的 CROCUS 核反應(yīng)堆上進行了測試，可以提高核安全性和條約遵守情況。
監(jiān)測世界各地的核反應(yīng)堆以確保其遵守國際條約對于安全至關(guān)重要。盡管目前的監(jiān)測方法很有效，但它們通常涉及侵入性程序，可能會擾亂反應(yīng)堆運行或造成安全風險。
此外，核技術(shù)不斷發(fā)展，給核監(jiān)測帶來新的挑戰(zhàn)。例如，小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)結(jié)構(gòu)緊湊，通常安裝在偏遠地區(qū)，而傳統(tǒng)的監(jiān)測方法主要是為較大的設(shè)施設(shè)計的，并且可能對SMR的工作沒有足夠的適應(yīng)性或敏感性。
現(xiàn)在，EPFL 和保羅謝爾研究所 (PSI) 的一組研究人員率先開發(fā)出一種使用伽馬噪聲監(jiān)測反應(yīng)堆的非侵入式、更有效的技術(shù)。
在《科學報告》上發(fā)表的一篇論文中，他們表明，伽馬輻射(與傳統(tǒng)監(jiān)測方法使用的中子信號相反)可以在不實際物理侵入反應(yīng)堆容器的情況下提供有關(guān)反應(yīng)堆臨界性和成分的準確及時的數(shù)據(jù)。
該項研究由 EPFL 反應(yīng)堆物理與系統(tǒng)行為實驗室和 PSI 核能與安全研究部的科學家 Oskari Pakari 領(lǐng)導(dǎo)，該研究部由 Andreas Pautz 教授領(lǐng)導(dǎo)。
在他們的新監(jiān)測方法中，研究人員使用了兩個鍺酸鉍閃爍體，他們戰(zhàn)略性地將其放置在洛桑聯(lián)邦理工學院的 CROCUS 研究核反應(yīng)堆之外，使他們能夠非侵入性地監(jiān)測其運行中發(fā)出的伽馬輻射。
伽馬射線是核裂變過程中產(chǎn)生的電磁輻射類型之一——核裂變發(fā)生在核反應(yīng)堆內(nèi)部——伽馬射線攜帶有關(guān)反應(yīng)堆狀態(tài)的信息，例如臨界性和燃料(例如鈾)成分的變化，但不會直接干擾反應(yīng)堆的運行。
新方法還對伽馬射線探測隨時間變化的變化進行統(tǒng)計分析。與嚴重依賴中子的傳統(tǒng)方法不同，伽馬噪聲分析側(cè)重于伽馬射線計數(shù)的波動，這與反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生的裂變鏈反應(yīng)相關(guān)。正是相關(guān)程度提供了對反應(yīng)堆運行狀態(tài)的洞察。
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