הסביבה המבצעת בתוך מתקני כוח גרעיניים מטילה מגבלות חמורות על כלי אלקטרוני קונבנציונלי. שדות קטורת של קרינה מתפתחת, טמפרטורה גבוהה יותר, כימיה קורוזית, והתערבות אלקטרומגנטית חזקה (EMI) להאיץ את ההשפלה, לגרום לסחף אותות, ופשרה את תוחלת החיישנים הספציפיים כגון גלאי טמפרטורה מבוזרים (RT) ותרמוסקופים.

מימון של טכנולוגיית ה-Sensing Optic Sensing Technology

עקרונות הפעלה ושינויים

חיישנים אופטיים פועלים על העיקרון כי גירויים פיזיים - זמן, לחץ, לחץ, או קרינה - מדגימים את התכונות של אור propaging דרך גל אופטי (Samsor) סיבים אופטיים, בדרך כלל ליבת אח מבולקת מוקפת בשכבה של cladding עם אינדקס קל יותר של אור גמישה (Rerpvate) ו-Ratedancesivesives: RVerine-R) הם לעתים קרובות מופץ על ידי ספקטרום של חומר אחורי (RVer-Flowive).

אדריכלות מנקודה ל Distributed

אדריכלות של מערכת FOS תלויה במידה רבה ביישום.FLT:0 Pointחיישנים FLT:1, כגון דיסקרטי FBGs או Fabry-Perot interferometers, לספק מדידה חד-מינית אחת במיקום ספציפי.מספר FBGs יכול להיות מוגבל ל-FLT:2quasi-FLT 3 על ידי כתיבתם ב-ידי גל אופטימפוס רחב של מאות נקודות מבט ל-אופטימיות קבועות (FV) יכולות לצמצום טווח קבועות על פני טווח זמן קצר יותר.

יתרונות אסטרטגיים לסביבה גרעינית

חסינות לאלקטרומגנטי ולרדיו תדירות ההתערבות

תחנות כוח גרעיניות הן סביבות עוינות אלקטרומגנטיות מטבען.מנועים גדולים, משאבות, מתגנגאר ומערכות הפצה כוח לייצר חיישנים אינטנסיביים EMI ו- RFI. Metallic המבוססים על מתכתי פועלים כאנטנות, איסוף רעש שמשחית אותות מדידה. חיישניים אופטיים, שנבנו לחלוטין מחומרים דיאלקטריים מתוחים (Sy Glass ופולימרים), חסינים לחלוטין על שדות אלה.

סובלנות לקרינת Ionizing

(ה) הגבלה העיקרית של סיבי תקשורת סטנדרטיים בסביבות גרעיניות היא קרינה-מחדשת Attenuation (RIA), שבה קרינה מקרינה מתאננת יוצרת מרכזי צבע ופגמים מבניים ב-Samlica matrix, הגדלת אובדן אופטי.עם זאת, (FLT:0radiation-Harrydation-FLT) באופן משמעותי, כמו סיבים חשמליים מתקדמים במיוחד.

המונחים: differentxed Measurement Capabilities

אולי היתרון הטרנספורמציי ביותר של FOS הוא היכולת לבצע את ה-FLT:0) להפיץ סיבים רגישים FLT:1 . a יחיד סיבים אופטיים לרוץ דרך הליבה הכור או לאורך מבנה המכילה יכול לספק אלפי נקודות מדידה עצמאיות (למשל, החלטה דליפה 1 מטר על לולאה של 10kilometer).זה מאפשר מהנדסים לייצר מפות גבוהות, מתח, פרופילים, וחתימות בלתי אפשריות כדי לזהות חיישנים חדשים של דלק.

יישום הגרעין

ניטור ערוץ Core ודלק

כלי ההנעה היא היישום התובעני ביותר עבור FOS. FBGs שנכתב לתוך סיבים עתירי קרינה הם פרושים למדידת טמפרטורות החבילה דלק וזן מבני עם דיוק גבוה (בכורים CANDU, למשל, FOS נבדק עבור ניטור לחץ פיזור (sag ו-) תחת שטף דם אינטנסיבי, אשר פולט אור בפרופורציות לדלקתיים, ניתן להשתמש ב-Fatestoxtoxic) כדי לספק נתונים לדלקתיים (Ricial) על פני דלקת ריאות).

מבנה ניהול בריאות

כלי שיט למניעת הריון (PCCV) הוא המחסום האחרון נגד שחרור רדיואקטיבי. ניטור בריאות מבני לטווח ארוך (SHM) של PCCV הוא קריטי להאריך את חיי הצמח מעבר 60 שנים. Embedded או משטח-על-ידי מימן (FBG) לחץ על חיישנים רגישים ל-Ricial דלק (Ricial דלקs Measureing) או Brllouin) מופץ על מנת לנפץ אמצעי ניקוי מגנטיים אמיתיים, prestressing, prestressing, prestressing כוחות נוטה, ו-Ricssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss לזהות חיישנים רגישים מאוד, במיוחד, או חיישנים רגישים של חיישנים רגישים ל-Ricial של חיישנים חיישנים רגישים ל-Ricial חיישנים חיישנים חיישנים DR.

מאגר דלק ופסולת

בריכות דלק ספוגות דורשות ניטור טמפרטורה רציף כדי להבטיח קירור נאותה ולמנוע ייבוש טמפרטורה sensing (DTS) כבלים לספק מפה תרמית מלאה של הבריכה, זיהוי stratification או חסימת במערכת הקירור. בניגוד ל- RTretes מתקדמות, DTS מספק המשכיות מרחבית, להבטיח כי אין מקום חם הולך ללא חתומה על אחסון ייבוש, F יכול להשתלב לתוך מחסנים מתקדמים, 000 אספקת חום במיוחד עבור מגבלות זמן גבוהה.

פיקוח סביבתי ובטיחות

מעבר למבנה הכור, FOS משמש ניטור קרינה היקפית. Extrinsic FOS ממינוף חומרים רדיואקטיביים או מתפתלים המצורפים לסיבים הקצה כדי למדוד קרינה gamma סביבתית. באופן אופטי Stimulated Luminescence (OSL) dosimeters באמצעות סיבים אופטיים לספק דומנטריטיס אישי מדויק מאוד, בזמן אמתי ללא מיקום אלקטרוני של מימן (OL) לאחר גירוי קריטי של חומרים רגישים כגון שבץ).

אתגרים ופתרונות הנדסה

עלויות כלכליות ומחזור חיים

העלות הראשונית של יחידת חקירה FOS (במיוחד עבור מערכות שלDR או BOTDA) גבוהה משמעותית מאשר משדר RTD יחיד. עם זאת, השוואה זו היא מטעה. עבור מערכות בקנה מידה גדול הדורשות מאות או אלפי נקודות מדידה, העלות לנקודת חיישן עבור FOS היא הזמנות של גודל נמוך יותר מאשר חיישנים מחונפים קונבנציונליים.

חיבור ואינטגרליות סיבים תחת קרינה

קרמיקה סטנדרטית (לעתים קרובות באמצעות zirconia או alumina) יכול לזלזל ולהיות ערפד תחת ערפילי גבוה gamma פלוקסes.זהו אתגר קריטי, שכן אי ספיקת החיבור יכול להפיל ערוץ רגיש שלם. Solutions כוללים את הפיתוח של כל slicaor חיבורים ושימוש של היתוך כדי ליצור קשרים קבועים, נמוך בציפוי למנוע את הציפוי שלה באיכות גבוהה יותר (aprepreicing) כדי להפחית את רמות מגע גבוה יותר.

תקנים ו קבלה רגולטורית

תעשיית הגרעין פועלת במסגרת מסגרות רגולטוריות קפדניות הדורשות כלי שיט מוסמך (למשל, IEEE 323 עבור ציוד הסמכה, IEEE 344 עבור הסמכה סיסמית) מערכות FOS חייבות לעבור את אותם תהליכים כישורים כמו חיישנים קונבנציונליים.זה דורש יצירת נתונים על יציבות RIA על חיי העיצוב, המדגימה רגישות להזדקנות באופן פעיל תחת קרינה משולבת ולחצים תרמיים, ולוודא ביצועים תחת עומסי סימטריים.

קווי עתיד וגבולות מחקר

תגובות מתקדמות (SMRs and Generation IV)

דחיפה לעבר מגיבים מודולריים קטנים (SMRs) ודור IV עיצובים באופן חד-משמעי מעדיף FOS. כורים אלה מסתמכים מאוד על מערכות בטיחות פסיביות, עיצובים פשוטים, והייצור במפעלים. FOS מפחית את מספר חדירות חשמליות דרך כלי הכורים, סימולטורים של סביבות ריצוף מוסמך (Ritcrium) מעל סגסוגת סטנדרטית של ® (Rit-Hic-R) הם מעל קיבולת גבוהה של אלומיניום (Rycrium) ו-Rycrium) אשר נדרשת כדי לאמת ביצועים גמישהטווח גבוה של סיבים מתקדמים (RyC) סגסוגת סיבים סטנדרטיים (RyCycrium) מעל , מעל סגסוגת , מעל סגסוגת סטנדרטית) , 000) , 000) , 000) , 000) סגסוגת אלומיניום סטנדרטיים (RyGt) מעל , 000 (RyGt) מעל , מעל , 000) סגסוגת סטנדרטית (RyGt) סגסוגת סטנדרטית (RyGt) סגסוגת סיבים סטנדרטית (RyGt) מעל סגסוגת גבוהה-Rycairt) סגסוגת גבוהה-RyGt) סגסוגת גבוהה-R

שילוב עם תאומים דיגיטליים ולמידה של מכונות

חיישנים אופטיים מייצרים נתונים מסיביים - מערכת DTS יחיד יכול לייצר מיליוני נקודות נתונים ביום.לקבוע את הנתונים האלה עם FLT:0דיגיטליים תאום מודל 1LT:1LT של הצמח מאפשר הערכה של המדינה בזמן אמת, תחזוקה חיזויית, ו anomaly למידה אלגוריתמים יכול להיות מאומן על נתונים FOS כדי לזהות חתימות בדלפקידי של משאבה גרעינית, כלומר, התנגשויות מתקדמות של פחמן גרעיני או אטומיות.

רגישות גבוהה וודאות קוונטית

טכניקות מתפתחות ממינוף תופעה ידועה בשם Rayleigh backscattering שיפור בסיבים כרומוזום השני-laser-inrated, המספקת מדידות מבוזרות עם רגישות מתקרבת לזה של חיישנים אינטרפרומטריים דיסקרטיים דיסקרטיים. על הגבול הקוונטי, מרכזי חנקן-vacancy (NV) בגירדות יהלומים יחד עם סיבים אופטיים מציעים את הפוטנציאל לטמפרטורה בו זמנית, אולטרה-precise ו מגנטית שדה מגנטית שיכולה לזהות פרמטרים רגישים של פלסמה או מגנטיים.

חיישני אופטיים סיביים עברו מטכנולוגיית מעבדה מבטיחה לנכס מוכח בתחום בערכת כלי כלי ההנעה הגרעינית.ההתנגדות הטבועה שלהם ל-EMI, סובלנות מרשימה לקרינה, והיקף לא שווה לחשיפה מבוזרת מספקים יתרונות מוחשיים לבטיחות צמחית, יעילות תפעולית, וציות רגולטוריות. בעוד שתוצאות סטנדרטיזציה ומערכת אחוריות נותרו, המשך הפיתוח של רכיבים קרינתיים וביקוש גובר לאינטגרציה דיגיטלית, לא רק לשילוב יעיל יותר, אלא גם עבור מערכת גרעינית, היא רק לאימוץ אנרגיה מתקדמת יותר.