Table of Contents
הדחף למעקב אחר תקפים ב Fukushima Daiichichichi
רעידת האדמה והצונאמי של 2011 פגעו בתחנת הכוח הגרעינית של פוקושימה דוצ'י יצרו אזור מסוכן רדיולוגי ומבני חסר תקדים.מספר היתוך, פיצוצים מימן, ושחרור חומר רדיואקטיבי משמעותי שהפך את האתר לסביבה מורכבת הדורשת עשורים של ניהול זהיר.הממשל היפני וטוקיו חשמל חברה (TEPCO) הכירו מוקדם כי גישה זמנית, מעקב מודעות-מו-הוק, לא יספיקו במקום זאת, הם החלו לעקוב אחר מצב ארוך של 40 שנים רצוף, אשר ייכללו במשך 30 שנים, אשר ייכללו מחדש, אשר נועד במשך 30 שנים ארוכות, אשר ייכללו מחדש, אשר נועד במשך 30 שנים, כדי לספק מערכת ניטור יציב, אשר נועד במשך 40 שנים של המערכת, אשר ייכללו מחדש, אשר נועד במשך 30 שנים, אשר יישברו מחדש, כדי לספק מערכת ניטור יציב, אשר תוכנן למשך זמן ארוך טווח, כדי לספק מערכת ניטור יציב, אשר נועד במשך 30 שנים של המערכת, אשר נועד במשך 30 שנים של המערכת, אשר נועד במשך 30 שנים של מערכת ניטור יציב של מערכת ניטור יציב של המערכת, אשר נועד במשך 40 שנים של המערכת, אשר תוכנן למשך 40 שנים, אשר נועד במשך 30 שנים של מערכת ניטור יציב, אשר נועד במשך 40 שנים ארוכות טווח ארוך טווח ארוך טווח של מערכת
מערכת ניטור זו חייבת לשרת פונקציות קריטיות מרובות: אזעקה מיידית עבור הודעות פתאומיות של רדיואקטיביות, ניתוח מגמה ארוך טווח להעריך התאוששות סביבתית, נתונים משפטיים כדי לחדד מודלים התקדמות תאונות, ושיא ציבורי שקוף כדי לשמור על אמון. הדרישות להרחיב הרבה מעבר לציות רגולטורי.בטיחות העובדת בתוך אזורים גבוהים, אחסון בטוח של מים מזוהמים, וההסרה של דלקים תלויים בסופו של כל סוג של מידע אמין, לא מעצורים, גם על מנת למזג אווירי, על פני כדור הארץ הקיצוני, גם על מנת לגזימים, לאחר רמות גזיוריות קיצונית, יש צורך להפעיל את רמת קרינה קיצונית, לאחר שלעתים קרובות, לאחר שלעתים קרובות, לאחר שפלסטיקה, גם על פני כדור הארץ הקטלנית, על פני כדור הארץ הקטלנית, על פני כדור הארץ, לחץ דם קטלני, על פני כדור הארץ, לחץ דם קטלני, לאחר שהופך, לחץ דם קטלני, לאחר שהופך, לחץ דם קטלני, גם על פני כדור הארץ, לאחר רמות דלקתיורי, לחץ דם קטלני, לחץ דם קטלני, לאחר שהופך, לחץ דם קטלני, גם על פני כדור הארץ, לאחר שהופך, לאחר שהופך את רוב הזמן, לחץ דם קטלני, לחץ דם קטלני, לחץ דם קטלני, לחץ דם קטלני, לחץ
עקרונות עיצוב הנדסיים ואדריכלות מערכת
הארכיטקטורה של רשת ניטור Fukushima עוקב אחר פילוסופיה מעמיקה של הגנה שנלקחה ממכשיר בטיחות גרעיני, אך מותאם לסביבה שלאחר-accident. עקרונות עיצוב הליבה כוללים הפרדה בין-בסיסית, פיזית ופונקציונלית, תקשורת לא בטוחה, והשפלה מעריצה תחת לחץ.אין טעם אחד של כישלון יכול להשבית שרשרת ניטור קריטית.
Redundancy and Resilience by Design
כל נקודת מדידה קריטית – ממוניטורי הקרינה העיקריים של IEEE ועד לשקעו את מדחום בריכת הדלק – משלבת לפחות שני חיישנים עצמאיים המזינים יומני נתונים נפרדים. Power מגיע מ גנרטורים דיזל מרובים, בנקים גדולים של סוללות, ומקשרים לרשת מחוץ לאתר עם מתגי העברה אוטומטיים.יחידות חיישן ספארי מאוחסנים במתקני אחסון מוגנים ברחבי האתר, המאפשרים החלפת מהירה ללא צורך באנשי צוותים לחדור אזורי תאורה גבוהים באופן מיידיים של פילוסופיה זו.
העברת נתונים בזמן אמת ורשתות מאובטחות
(המידע זורם ממכשירי שדה באמצעות כבלים אופטיים קשיחים ורשתות אלחוטיות ייעודיות לפורטוגורים מקומיים, ולאחר מכן אל מרכז התגובה של חירום מחוץ לאתר TEPCO.קישור גיבוי לווייני מבטיח קישוריות גם אם רשתות כדור הארץ חמורות יותר.כל זרמי המידע הם זמן-stamped ומוצפנים.
חיישנים טכנולוגיות: בחירה, קליברציה ו Deployment אסטרטגית
בחירת חיישנים עבור אתר Fukushima דרשה רגישות לאיזון, טווח מדידה, קשיחות קרינה ויציבות ארוכת טווח.מהנדסים פרסמו מגוון רחב של גלאיים, כל אחד מהם מותאם לתוספתן ספציפית, אמצעי התקשורת, ושיעורי המינון הצפויים.הדוח הבין-לאומי לאנרגיה אטומית:0.comprehensive ReportFLT:1 בתאונה רבים של אפשרויות אלה וטכנית מאחוריהם.
חיישנים קרינה ורדיולוגיים
עבור ניטור gamma ישיר, תאי יון ו צינורות גייגר-מילר לכסות אזורים גבוהים, בעוד סיליקון photodiodes ו NaI(Tl) scintillators להתמודד ביניים ונמוך.כלי נבחרים מוסמכים לעמוד במינונים מצטברים מעל 100 kGy (10ad) מוניטורים חלקית באוויר משלבים איסוף מבוסס מסנן על אלפא / בטא כדי לזהות potium קריטיים הם אפילו â €dsâ € â € â € â € â € â € â ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â â â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ â ¢ ¢ â â ¢ â â ¢ â ¢ ¢ ¢ â ¢ â â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢
מים ומשמרת
ניהול מים מבוזר נשאר אחד האתגרים המתמשכים ביותר. . Multi-level קרקעי תצפית בארות, מצויד עם משאבות submersible, חיישנים ברמה, וגלאי beta-gamma scillations, למדוד הן זרימה והן פרופילים זיהום על מעל 400 מיקומים ספציפיים סביב האתר perimeter. in the הנמל ומחוץ לים, קבוע buoys ו-משטח כלי רכב אוטונומיים מים ושערי אוויר של ים עבור משקעים אלה, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 של חומר רדיו, 000, 000.
Aאטמוספירה ו- Aerosol Monitoring
שש עשרה תחנות קבועות סביב הגבול הצמח לפקח על מהדורות אוויריות בשימוש בדגמי אוויר בינוניים וטמפרטורה בזמן אמת בטא-גמה צגים אווירול.תחנות אלה גם מודדות פרמטרים מטאורולוגיים - מהירות, כיוון, משקעים וטמפרטורה - מודלים של פיזור בזמן אמת כי צופה ירידה בדפוסי זיהום.
חיישן בריאותי סטרקטיטורי
השלמות המבנית של מבני כור פגועים, מיכלי אחסון וקירות הים נשלטת על ידי רשת של מטמטרים, מדצי סדקים, מדפי מתח, ומדמטרים.חיישנים אלה חתמים באופן מטמטי כדי לעמוד בפני האווירה מלח-לדן ולעתים קרובות משלבים יכולות אבחון עצמיות. דיסלוקציה נתונים מתואמות עם נתונים מטאוריולוגיים כדי להבדיל בין התרחבות תרמית, פעילות סיסמית, מבנית, לבין חיישנים קבועים, לזהות חיישנים.
העברת נתונים, אחסון ומסגרת אנליטית
נפח עצום של נתוני הזמן - מאותן פרמטרים בכל שניות - דורש תשתית נתונים חזקה.המערכת משתמשת אדריכלות מבוזרת עם שרתים מקומיים באתר ומרכז נתונים מרוחק של אסון הממוקם יותר מ -100 ק"מ משם. נתונים דחוסים לשימור לטווח ארוך, אך נותרת שאילתה ברזולוציה מלאה עבור חקירות אירועים.
עיבוד ואנליזה מרכזית
כדי להפחית עומס תקשורת ולאפשר פעולות מקומיות מהירות, צמתים רבים מבצעים מחשוב קצה.לדוגמה, צג קרינה יכול באופן אוטונומי לעורר אזעקה אודיו-ויזואלית ולהפעיל לחות ventilation בקרבת מקום אם סף מראש הוא עודף, ללא לחכות לאישור השרת בצד השרת. ברמה המרכזית, מנועי אנליטיים מתקדמים ליישם שליטה בתהליך סטטיסטי, אלגוריתמים של אלגוריתמים, ומודלים של מכונה לזהות מגמות עדינות או סחף בעיות אבטחה מקומיות לא יכול להיות מסוגלות ל-160 ימים לפני שמחוץ ל-Outlook.
מדיניות העברת מידע ושקיפות
Transparency כבר אבן הפינה של תהליך ההתאוששות.Masive Datasets משוחררים בפומבי באמצעות אתרי ממשלה ו-TEPCO, המאפשרים אימות מדעי עצמאי.חוקרים השתמשו בנתונים הפתוחים האלה כדי לחדד מודלים של פיזור אטמוספירי, מחקר הגירה קיסרי ביערות, ולבחון את יעילות מאמצי פירוק נתונים. גישה פתוחה זו הפכה למודל לפרויקטים אחרים של פירוק גרעיני ברחבי העולם.
אתגרים סביבתיים ורדיולוגיים
מערכות אלקטרוניקה ומכניות בפוקושימה דאיצ'י הוא מאבק תמידי נגד שלושה תוקפים: הקרנה, קורוזיה אגרסיבית, ומזג אוויר קיצוני.כל רכיב חייב להיות מוגדר, נבדק, מוסמך עבור אלה מתחים משולבים.צוות ההנדסה תיעד רבים של אתגרים ופתרונות אלה בסימפופסיה בתעשייה ועיתונים מצופים עמיתים.
קרינה - Hardened Electronics
אלקטרוניקה מסחרית סטנדרטית סובלת מאפקטי מינון כולל וטרעים חד-משמעיים.מהנדסים מועסקים בטכניקות עיצוב rad-hard, כולל מוליכים למחצה רחבים שמקורם ב-gap, undancy עם לוגיקה הצבעה, ומגנים באמצעות פולימרים מומרים מוצצים או סוללים מובילים.פרטים נמוכים שאינם מתועדים לקודים שונים וטעימים שגיאות הגנה על שלמות נתונים על פני כבל ארוך שעוברים אזורים אופטיים אלה, למרות שהם זקוקים לחשיפה חיסונית, למרות שגורמים קריטיים לחשיפה לקרינה חשמלית, למרות שגורמת לחשיפה לחשיפה לקרינה חשמלית, למרות שגורמת לדלקתית, למרות שגורמת לחשיפה לחשיפה לחשיפה לקרינה חשמלית לקרינה חשמלית לקרינה חשמלית לחשיפה לקרינה חשמלית, גם לחשיפה לדלקתית, גם לחשיפה לחשיפה לקרינה ממוקדת, גם לקרינה חשמלית, גם לקרינה חשמלית, אם כי הם לחשיפה מהירה לקרינה חשמלית, אם כי הם לחשיפה לחשיפה לקרינה חיסונית, אם כי הם בעליית, אם כי הם בעלי רמות קרינה ממוקדת לחשיפה נמוכה לחשיפה לחשיפה חיסונית, אם כי הם סימנים קריטית, אם כי הם חומרים רגישים לחשיפה חיסונית לטיפול באלקטרומגנטיתיתיתית, אם כימותרפיית
הצעות הגנה ובחירת חומרים
דיור חושי ומעילי כבל חייבים לעמוד בפני תרסיס מלח, השפלה UV וחשיפה כימית מ decomposing debris. Stainless Steel (316L) עם ציפויים epoxy פלואורופחן מגן על רוב המכשירים החיצוניים.חיישנים בלתי מקיפים משתמשים בדיור טיטניום ובכבלי תחזוקה פוליאוריטאן.כל המזרזים חשופים הם סגסוגת ניקל כדי למנוע קורוזיציה בזבזנית.
גישה ומבצע מרוחק
אשכולות חיישן רבים ממוקמים באזורים שבהם שיעורי המינון עולים על 10 mSv /h, לפני המעבר גישה אנושית שגרתית.זחלים רובוטיים ורחפנים מבצעים בדיקות חזותיות ובדיקות קיטור.יש חיישנים יש הרפסה ממונעת אשר מתחדשת לתוך כיסים מוגנים עבור מודולים שיש להחליף, רובוטיים בנוי מטרה מונחה על ידי 3D מערכות ראיית לבצע את המשימה בעוד מפעילי בקרה נמוכה של תאים מקודמים אלה יש עדיין יכולת בקרה גבוהה כגון לוחות בקרה גבוהה של כלי בקרה השמש.
הבטחת תוחלת: תחזוקה, קלבריזציה ושינויים טכנולוגיים
מערכת המיועדת ל- 30-40 שנים של ניתוח חייבת להיות אסטרטגיה מחזור חיים פרגמטית.תחזוקה מתוכננת סביב חלונות עבודה באתר כאשר הסיכון מצטמצם.קרינה-מחה אלחוטית מחוסמת עם ערכות סוללות חמות ללא סיבוכים המאפשרים טכנאים להחליף מקורות כוח במהירות באזורים בינוניים-דזה מבוצעות בלילה, השוואת פלטי חיישן נגד ערכים נצפויים ויחידות דגלים המציגים בסיס של מהנדסים ייעודיים, עם ניסיון תחזוקה צבאי קבוע, עם ניסיון רב של צוות.
קלבריות וטרגדיה
שמירה על מעקבים מטרופולין לסטנדרטים הלאומיים היא חיונית אך מורכבת.מקורות של ⁇ (Cs-137, Am-241) מובאים לאתר מדי שנה, וקמפיינים בין-שותפים עם הסוכנות לאנרגיה אטומית היפנית מבטיחים שכל המוניטורים נשארים בתוך דיוק ±5%.עבור מים קרקעיים ומוניטורים ימיים, דגימות לתפוס מחזוריים ניתנות מתמזגות במעבדות מוכרות, ועדכונים את תפקודי החרסבת של חיישנים מלאים כגון חיישנים.
טכנולוגיה מרעננים
מהנדסים המתוכננים למיילדות מההתחלה.חומרה לרכישת נתונים היא מודולרית ומבוססת על סטנדרטים תעשייתיים פתוחים כמו Modbus ו- OPC-UA, המאפשרת לרכיבים להיות מוחלפים ללא מערכת שלמה יתר על המידה.כפי שיכולות בינה מלאכותית ונקודות מחשוב מתקדמות הבשלו, מודולי עיבוד חדשים הוחדרו כדי לשפר את זיהוי ה-Aomalydate.com כוללים את פריסת רשתות תאיות הפרטיות של 5G באתר, המספקות גבוהות יותר באמצעות מעקב בזמן אמתיות למשך 5 שנים.com.
שילוב עם סטנדרטים בינלאומיים ובטיחות גרעינית גלובלית
מערכת ניטור Fukushima לא פותחה בבידוד. NRA שילבה דרישות בטיחות לאחר Fukushima אשר תואמות הדוק עם FLT:0IAEA בטיחות תקניsofLT:1, במיוחד דרישות בטיחות כלליות על הגנת קרינה ובטיחות מקורות קרינה.העיצוב, ניסיון תפעולי, והנתונים המשותפים השפיעו על שיטות ניטור במתקני גרעין אחרים ברחבי העולם.
העברת ידע ובן-צ'מרק
מהנדסים מ-Sellafield (בריטניה), צ'רנוביל (Ukraine), ונהר סוואנה (ארה"ב) חקרו את הארכיטקטורה של מערכת Fukushima, במיוחד הגישה שלה ניטור מים קרקעיים שכבתיים והסלמה אוטומטית של אזעקה. קבוצות עבודה רב-לאומיות תחת רשת של IEA על ניהול סביבתי ושיקום מחדש הפכו את השיטות הטובות ביותר החלות כעת על אתרי גרעין ועיצובים חדשים.
קובצי Cookie וגורמים אנושיים
שיעורים מן התאונה עיצבו גם תצוגות חדר בקרה.מידע מאורגן היררכי באופן: מסך סקירה מראה מעמד האתר הכולל; שכבה שנייה מגלה תנאים רדיולוגיים ברמה המגזרית; ושכבה שלישית צוללת לתוך גלפורציות חיישן בודדים ואזהרות תחזוקה. Color coding, חץ מגמה, ואינדיקטורים ברורים של סף מסייע למפעילים להעריך במהירות מצבים אפילו במהלך אירועים בלחץ גבוה.
כיוונים עתידיים: אוטומציה, תאומים דיגיטליים, וניתוחים חיזוי
העשור הבא יראה את רשת המעקב מתפתחת מעקב תגובתי לניהול פרואקטיבי, חיזוי.מחקר ופיתוח להתמקד ברשתות חיישן אוטונומיות, היתוך נתונים מתקדם ומודלים תאומים דיגיטליים שיכולים לדמות את התנהגות האתר כולה בזמן אמת.
מערכות אוטונומיות וסובור
במקום לפקחים קבועים לבד, ציים של רובוטים ורחפנים יפעלו לשתף פעולה למיפוי קרינה, משטחים קונקרטיים מדגם, ולבחון חללים בלתי נגישים. אלגוריתמים של סובור יאפשרו להם להתאים כיסוי המבוסס על אנומליות שזוהו, מאמץ מרוכז דינמי שבו אי הוודאות היא הגבוהה ביותר. Prototypes כבר להפגין את היכולת לנווט באופן אוטונומי באמצעות בנייה פנימית, בניית מפות של 3D.
אינטגרציה דיגיטלית
תאום דיגיטלי מקיף של אתר Fukushima Daiichi הוא בפיתוח, שילוב מודל כור מבוסס פיזיקה, מודלים מבניים של יישום סופי, מודלים נוזלי של מי קרקע וזרמים האוקיינוס, ונתוני חיישן בזמן אמת.זה תאום יאפשר למפעילים לרוץ "מה אם" תרחישים, לחזות את ההגירה של דליפה היפותטית לפני שזה קורה, וייעל ארוך טווח ארוך טווח ארוך טווח אסטרטגיות פירוק רשת זה כבר יהפוך את הדיוק של מערכת ההפעלה הדיגיטלית של זמן קצר יותר, אשר כבר יהפוך את הפחתת זמן של מערכת ההפעלה.
תחזוקה חיזוי וצמצום התערבות אנושית
מודלים של למידת מכונות המאומנים על שנים של נתונים היסטוריים יכולים כעת לחזות חיים שימושיים של סוגים רבים של חיישן בסביבות עתירה גבוהה.זה מאפשר תחזוקה להיות מתוכנן רק בזמן, צמצום מינון אנושי יחד עם רובוטים, המטרה היא מערכת ניטור אשר לאבחן, תיקונים, וחזור עצמו עם נוכחות מינימלית - צורך כמשימות גבוהות להמשיך במשך עשרות שנים.
מסקנה
רשת ניטור לטווח ארוך של Fukushima Daiichi עומד הישג הנדסי יוצא דופן המשלב מדע רדיולוגי, ניטור מבני, תקשורת נתונים ורובוטיקה למערכת קוהרסטיבית, מתמשכת.זה משמש מערכת העצבים החושית עבור אחד האתרים המסוכנת ביותר מנוהל בקפידה על פני כדור הארץ.עקרונות העיצוב של התחדשות, קשיחות קרינה, נתונים שקופה, שיתוף ושלב מודרני הוכחו כעת יעיל של עובדים נקיים, כמו גם על בסיס קבוע, כמו גם על בסיס קבוע של פרויקטים של אבטחה, כמו גם על פני כדור הארץ.