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無人機(jī)在核事故應(yīng)急中的應(yīng)用
近年來，從空中收集自然災(zāi)害和事故現(xiàn)場等信息的需求日益增加。特別是無人機(jī)(UAV，UnmannedAerial Vehicle) ，因其可以進(jìn)入人難以到達(dá)的地域中去，作為安全、高效獲取信息的手段而備受關(guān)注。無人機(jī)，大致分為大型無人飛機(jī)和機(jī)體重量在100kg以下的小型無人飛機(jī)。大型無人飛機(jī)由搭載的各種傳感器(照相機(jī)、雷達(dá)等) 、航空器材、通信器材，可遠(yuǎn)距離高空飛行的機(jī)體以及大規(guī)模的
地面支援設(shè)備構(gòu)成，并且由專業(yè)的人員和組織運(yùn)行。另一方面，最近手機(jī)、電腦和相機(jī)等為代表的電子設(shè)備的性能進(jìn)步顯著，可以用更小更輕量的設(shè)備實(shí)現(xiàn)以往同等或以上的性能。目前，世界各國正在加緊研發(fā)可以監(jiān)測核災(zāi)害并且運(yùn)用簡便的小型無人飛機(jī)系統(tǒng)。
設(shè)備搭載
搭載設(shè)備至少需要可遠(yuǎn)程操作的攝像裝置和放射線測量儀器及監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送裝置。攝像設(shè)備需要配置防振動裝置，具備可視或紅外線攝像功能。紅外線攝像用于熱源勘探和夜間監(jiān)視使用。在一個支架上可以同時(shí)安裝可視和紅外線攝像機(jī)鏡頭，不過通常重量在20kg 左右或以上，如果無人機(jī)搭載能力余量不夠的話可以采用可交換式。探測器通常采用測量伽馬射線的無機(jī)閃爍體NaI、LaBr3
等探測器。需要有足夠的靈敏度響應(yīng)，當(dāng)監(jiān)測場所放射性劑量水平變化時(shí)，儀器的讀數(shù)要隨之而變化。設(shè)備需要有較高的抗震性和對惡劣環(huán)境條件的(溫度、濕度、壓力) 耐受能力。
飛行性能的要求
在發(fā)生核事故時(shí)，迅速把握是否有放射性物質(zhì)放出及其規(guī)模，對研究事故對策，比如判斷是否實(shí)施載人航測和應(yīng)急疏散極其重要。事故早期，無人機(jī)在設(shè)施邊界附近巡回飛行，測量空氣吸收劑量率等，把握是否有放射性物質(zhì)的釋放及其規(guī)模。隨后，在下風(fēng)方向空域懸停并進(jìn)行測量，更精確地把握放射性物質(zhì)放出規(guī)模和釋放方向。如果是固定翼飛機(jī)，可用盤旋飛行代替懸停飛行。然后在應(yīng)急計(jì)劃區(qū)內(nèi)作曲線飛行，探查擴(kuò)散范圍。多次實(shí)施這樣的測量后，在地面的監(jiān)控設(shè)備還無法準(zhǔn)確測量時(shí)就可以獲得放射性物質(zhì)釋放的信息，根據(jù)上述信息、判斷可否實(shí)施載人航測以及設(shè)定安全飛行的高度。考慮到排氣塔高度(100 ～ 150 m 左右) 的劑量率最大，無人機(jī)在同高度左右實(shí)施監(jiān)測。另外，在無人機(jī)后實(shí)施的載人航測飛行高度約為排氣塔高度的兩倍左右。在載人機(jī)的飛行高度預(yù)先用無人機(jī)實(shí)施監(jiān)測，載人航測就可以安全實(shí)施了。為了能夠在應(yīng)急計(jì)劃區(qū)(半徑10km)內(nèi)下風(fēng)領(lǐng)域?qū)嵤┍O(jiān)測飛行，續(xù)航距離和電波接收范圍最好能保證10km以上。
目前存在的一些問題
無人機(jī)因?yàn)橹亓枯p( 一般100 kg 以下) 、體積小，比起載人航測存在續(xù)航距離和搭載能力不足，搭載設(shè)備單一，容易受到惡劣天氣(強(qiáng)風(fēng)、雨等
結(jié)論
無人機(jī)可以進(jìn)入高危區(qū)和森林等人很難進(jìn)出的地方實(shí)施監(jiān)測。因?yàn)橹灰w行一次就能記錄飛行航線，因此可以事先給出程序，在同一航線進(jìn)行飛行，根據(jù)除污前后的飛行監(jiān)測可以觀測到除污效果及隨時(shí)間變化的放射性水平變動。并且可以實(shí)施遠(yuǎn)程操作，減少工作人員的受輻射量，是一款簡便、高效、安全的核輻射監(jiān)測系統(tǒng)。
