أثر طائرات دروبية مستقلة ذاتياً في الموقع النووي المراقبة والتفتيش

تطور التفتيش الموقعي النووي

وقد طالبت المرافق النووية دائما بأعلى مستويات الرصد والتفتيش، وقد اعتمدت هذه المهام على مفتشين بشريين، منذ عقود، كان عليهم أن يتبرعوا بمعدات وقاية، ومناطق إشعاعية بحرية، وأن يتبعوا البروتوكولات الصارمة، وفي حين أن هذا النهج ينطوي على مخاطر وقيود، وحتى أكثر عمليات التفتيش اليدوية صرامة قد تفوت الشذوذ الخفي، كما أن التعرض للإشعاع يضع حدا قاسيا للكم من المفتشين الذين يمكن أن يعملوا في أماكن متوازية الثابتة والمصورات ذات النطاقات المحدودة.

وعلى مدى العقد الماضي، بدأت الصناعة النووية في تبني النظم الجوية غير المأهولة كتكملة، وفي حالات كثيرة استبدالها، لأساليب التفتيش التقليدية، وكانت الطائرات المسيّرة الأولى كاميرا بسيطة ذات فترات طيران محدودة، واليوم 817 821 1؛ والطائرات الآلية المستقلة هي أنواع مختلفة تماما، وهي تجمع بين الاستخبارات الاصطناعية، والمجسّسات المتقدمة، والخرافي المتين المتين المتين المتين للملاحة من أجل العمل بأدنى من البشر.

How Autonomous Drones Operate in Hazardous Environments

إن الطائرات الآلية الآلية المستقلة المصممة للمواقع النووية ليست نماذج استهلاكية غير قابلة للطي، وهي مصممة لتحمل الإشعاع، والطقس المتغير، والميادين الكهرومغناطيسية المعقدة المشتركة بالقرب من معدات توليد الطاقة، وترتكز استقلالها على عدة تكنولوجيات متكاملة:

وهذه القدرات التقنية تتيح للطائرات بدون طيار أداء مهام كان من المستحيل في السابق، فعلى سبيل المثال، يمكن لطائرة واحدة بدون طيار أن تفتش كامل البرج المبرد في أقل من ساعة، بينما يمكن لطائرة أخرى مجهزة بجهاز كشف نيوترون أن تدرس مجمعات الوقود المستهلك دون أن يدخل أي شخص المبنى.

المنافع الرئيسية للمرافق النووية

الحد من الإشعاع البشري

وتتمثل أهم الفوائد المباشرة في السلامة، حيث تضع اللجنة الدولية للحماية الإشعاعية قيودا صارمة على التعرض المهني، إذ يمكن للمرافق، عن طريق نشر الطائرات بدون طيار في المناطق ذات الجرعات العالية، أن تبعد الأفراد عن طريق المفاعل " /8217 " ، وقد تبين من دراسة تجريبية أجريت في عام 2020 في مصنع نووي أوروبي أن استبدال جولتين تفتيشيتين شهريتين فقط مع بعثات الطائرات بدون طيار، قد أدى إلى خفض التعرض المركب للمفتشين بنسبة 85 في السنة.

إجراء المزيد من عمليات التفتيش المتكررة

ويتطلب التفتيش اليدوي إغلاق النظم، وإنشاء أفرقة للتشذيب والتنسيق، ويمكن للطائرات بدون طيار أن تفتش كومة حية أثناء تشغيل المفاعل، شريطة أن يبقى داخل المناطق المُطهرة، وهذا يعني إجراء عمليات تفتيش أكثر تواترا دون تعطيل الإنتاج، فعلى سبيل المثال، يمكن للطائرات المسيرة ذات الأشعة الحرارية أن تمسح سطح السفينة الاحتواء كل أسبوع بدلا من أن تنفجر مرة واحدة، وتلتقط شقا صغيرا قبل أن تنمو.

:: نوعية البيانات واتساقها

ويرون مفتشو البشر ما يتوقعون رؤيته، فالطائرات التي تُسلح بكاميرات عالية الاستبانة واكتشاف الشذوذ في منطقة AI، تلتقط كل التفاصيل باستمرار، ويمكنها أن تولد نماذج دقيقة من الأنابيب والصمامات والهياكل، تقارن المهندسين فيما بعد بالنماذج السابقة لقياس التآكل أو التشوه، والبيانات مُزدحمة جغرافيا ومخزنة في توأم رقمي، مما يتيح الصيانة المتوقعة.

التحديات التنظيمية والأمنية

وعلى الرغم من المزايا الواضحة، فإن إدماج الطائرات الآلية المستقلة في المواقع النووية بعيد عن البسيط، ويجب التصدي للعديد من العقبات.

الامتثال للنظام النووي

وتشترط لجنة التنظيم النووي في الولايات المتحدة أن يمتثل أي نظام طائرات غير مأهولة تعمل بالقرب من مفاعل لعشرة وحدات من وحدات خفض الانبعاثات 73 (الأمن المادي) والجزء 50 (الترخيص المحلي) ويجب على المشغل أن يثبت أن الطائرة الآلية لا يمكن استخدامها لإخلال بالأمن، ولا يمكن اعتراضها من جانب جهات فاعلة مضللة، وأن البيانات المرسلة لا تكشف عن معلومات تصميمية سرية(ب) على الرغم من وجود أطر مماثلة بموجب اللائحة(17).

أمن البيانات والمخاطر السيبرية

أما الطائرات الآلية المستقلة فتتمثل أساسا في حواسيب تطير متصلة بشبكة، وأي شبكة هي سطح محتمل للهجوم، ويمكن استخدام طائرة بدون طيار مُهددة لإخراج صور حساسة، أو في أسوأ سيناريو، للتدخل في نظم المراقبة عن طريق إشارات مُستدلة، وللتخفيف من ذلك، يستخدم المشغلون وصلات اتصال مشفرة، وسجلات للرحلات التي لا تحمل أي مجازفة، ومحطات أرضية معزولة لا تربطها أبداً بالبرمجيات.

القيود التقنية

ولا تزال حياة البطارية عاملاً يحد من ذلك: فأغلب الطائرات بدون طيار التي تستخدم في الصف التجاري لا يمكنها أن تطير إلا من 30 إلى 45 دقيقة، وبالنسبة للمواقع الكبيرة مثل مرفق إعادة المعالجة الذي يمتد على عدة كيلومترات مربعة، فإن ذلك يعني إما أن تتبادل البطاريات عدة مرات في كل بعثة أو تستثمر في نظم خلايا وقود هيدروجين أكثر تكلفة، كما أن الطقس عامل آخر؛ فالرياح القوية أو الأمطار الغزيرة يمكن أن تهبط الطائرات بدون طيار، مما يتطلب أن تظل خطط التفتيش اليدوية بمثابة دعم.

التطبيقات العالمية الحقيقية ودراسات الحالات الإفرادية

ويقوم عدد من المشغلين النوويين بالفعل بنشر طائرات بدون طيار ذاتية ذات نتائج قابلة للقياس، وفي محطة توليد الطاقة النووية الخام في كندا، يقوم أسطول من الطائرات المسيرة المزودة بأجهزة الكشف عن أشعة غاما برصد أكوام العادم المكتسحة يوميا، وكشف أي ارتفاع في الإشعاع المحمول جوا فوق مستويات الخلفية، ويخطر النظام مشغلي الطاقة على الفور، ويستطيع الطائرات المسيّرة ذاتها أن تراقب أكوام العاد.

وفي فرنسا، اختبرت قوات الدفاع الإريترية طائرات بدون طيار مستقلة تماما لتفتيشها داخل أبراج التبريد، حيث تطير الطائرات بدون طيار في مسارات ما قبل البرمجة، وتلتقط صورا لمسح مليمتر من السطح الخرساني، وتصنف الخوارزميات التي تتعلم الآلات في فئات الشدة، وفي عام 2023، حدد هذا النظام عيبا هيكليا لم يبق الفريق اليدوي خلال فترة التوقف السابقة، مما قد يؤدي إلى تلاش.

At the Fukushima Daiichi Daiichi decommissioning site], where human access is extremely limited, autonomous drones are used to map radiation levels inside reactor buildings. These drones must navigate debris fields, high humidity, and high-dose environments. Recent models use a combination of LIDAR and stereo maps to create 3D

التوقعات المستقبلية: التكامل والاستقلال الذاتي

وستشهد السنوات الخمس المقبلة أن الطائرات الآلية المستقلة ذاتيا أصبحت جزءا لا يتجزأ من عمليات المرافق النووية بدلا من كونها جديدة، وهناك ثلاثة تطورات رئيسية:

كما ينتقل المنظمون نحو القواعد القائمة على الأداء بدلا من القواعد الوصفية، ويمكن السماح للمشغل بالطيران بالطائرات بدون طيار بحرية أكبر إذا استطاعوا إثبات أن النظام يفي بهدف محدد من أهداف السلامة، مثل " 8220؛ ولا نقطة واحدة من الفشل في التحكم في الطيران المستقل.

خاتمة

وقد انتقلت الطائرات الآلية المستقلة ذاتيا من الأدوات التجريبية إلى المعدات الأساسية لمراقبة المواقع النووية والتفتيش، وهي تحقق تحسينات كبيرة في السلامة عن طريق إزالة البشر من المناطق الإشعاعية، مع توفير بيانات أكثر ثراء واتساقا في ترددات أعلى، وتحديات التنظيم والأمن وحياة البطاريات حقيقية، ولكن الصناعة تحلها عن طريق التعاون بين المشغلين والبائعين التكنولوجيين والهيئات الدولية مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية، مع زيادة قدرة الحرق والتكامل النووي الرقمي.