Diszkrét mérési pontos eljárással történő gamma-sugárzás dóziseloszlás-mérés drón segítségével
Copyright (c) 2022 Molnár András
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Absztrakt
Számos dóziseloszlási térkép készítésére került sor drónra szerkesztett gammasugárzás-detektorral. A kísérletek eredményei és tapasztalatai alapján kirajzolódtak a rendszer hiányosságai és egyben a továbbfejlesztés lehetőségei. A fejlesztés elsődleges célkitűzése a kompaktabb, könnyen hordozható és üzembe helyezhető, de az előzőkhez képest érzékenyebb rendszer volt. A háttérsugárzáshoz képest (a vizsgálati területen jellemzően 0,01 mSv/h) az eddigi kísérletekben +0,009 mSv/h eltérést sikerült megbízhatóan detektálni. Jelen fejlesztésben ezt az értéket sikerült +0,005 – +0,007 mS/h-ra csökkenteni. Az érzékenység javulását elsődlegesen az egy pontra vetített mérési idő növelésével sikerült elérni. Ezt egy speciális repülésvezérlő szoftver segítségével valósítottuk meg. Ez az érzékenységnövekedés vagy nagyobb szkennelési magasságot (körülbelül +1–2 m), vagy azonos magasságon azonos repülőeszköz esetén egy felszállásból nagyobb terület felmérését teszi lehetővé. Természetesen a szkennelési magasság vagy a szkennelési sebesség jelentősen növekedhet, ha a keresett sugárforrás aktivitása nagy. A kísérleteink során természetes urán ásványt (autunit) alkalmaztunk, amelynek aktivitása messze alulmarad a mesterségesen előállított izotópokkal szemben. A kísérletsorozatban kitértünk több forrás detektálására is, ami modellezi egy esetleges baleset helyszínén szétszóródó aktív források feltérképezésének lehetőségét. Az általunk fejlesztett és bemutatott rendszer fő előnye a gyakorlatban alkalmazott felmérési eljárásokkal szemben, hogy jól mobilizálható, nagy terület felmérhető humán kezelő terepi veszélyeztetése nélkül, valamint alacsony költséggel valósítható meg a terület felmérése. A rendszer célja a forrás jelenlétének kimutatása és olyan mértékű lokalizálása, hogy azt követően kézi vagy más földi eljárással már egyszerűen lehessen pontosítani a lokalizálást. Mivel nem törekszünk centiméteres helymeghatározás-pontosságra, a mérésekhez elegendő a standard GPS-lokalizáció. A mérések során a földrajzi koordinátákat GWS’84 rendszerben értelmezzük. A bemutatott ábrákon a szélességi és hosszúsági körök koordinátáit is ebben a rendszerben tüntettük fel.
Kulcsszavak:
Hogyan kell idézni
Hivatkozások
1. Molnár A., „Gammadózis teljesítmény-eloszlási térkép készítése kis méretű drón alkalmazásával,” Haditechnika, 53. évf. 2. sz. pp. 8–13. 2019. Online: https://doi.org/10.23713/HT.53.2.02
2. A. Molnár, D. Stojcsics, Zs. Domozi, I. Lovas, „Gamma Radiation Distribution Map Creation Using a Small-Sized Drone,” in IEEE 18th International Symposium on Computational Intelligence and Informatics (CINTI 2018) Budapest, 2018. pp. 161–166. Online: https://doi.org/10.1109/CINTI.2018.8928202
3. A. Parshin, V. Morozov, N. Snegirev, E. Valkova, F. Shikalenko, „Advantages of Gamma-Radiometric and Spectrometric Low-Altitude Geophysical Surveys by Unmanned Aerial Systems with Small Scintillation Detectors,” Applied Sciences, Vol. 11, No. 5. p. 2247. 2021. Online: https://doi.org/10.3390/app11052247
4. S. Mochizuki, et al., „First Demonstration of Aerial Gamma-Ray Imaging Using Drone for Prompt Radiation Survey in Fukushima,” Journal of Instrumentation, Vol. 12, No. 11. p. P11014. 2017. Online: https://doi.org/10.1088/1748-0221/12/11/P11014
5. J. Aleotti, et al., „Detection of Nuclear Sources by UAV Teleoperation Using a Visuo-Haptic Augmented Reality Interface,” Sensors (Switzerland), Vol. 17, No. 10. p. 2234. 2017. Online: https://doi.org/10.3390/s17102234
6. T. Hinterhofer, M. Pfennigbauer, S. Schraml, M. Hofstätter, „UAV Based Multi-Sensor System With Real- Time Data Processing and Downlink for Survey of Nuclear Disaster Locations for First-Responder Support," in Proceedings of the AUVSI XPONENTIAL, Dallas, TX, USA, 8–11 May 2017. Online: https://doi.org/10.1117/12.2304353
7. J. Zelenák, J. Csurgai, L. Halász, J. Solymosi, Á. Vincze, „A légi sugárfelderítés képességei alkalmazhatóságának vizsgálata elveszett vagy ellopott sugárforrások felkutatása, illetve szennyezett terepszakaszok felderítése során,” Hadmérnök, 4. évf. 1. sz. pp. 46–62. 2009.
8. Pintér I., A járműfedélzeti sugárszintmérés elvei és gyakorlati megvalósításuk harctevékenység, illetve nukleáris baleset-elhárítás során. PhD-értekezés, Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi Egyetem, 2002.
9. D. T. Connor et al., „Radiological Comparison of a FDNPP Waste Storage Site during and after Construction,” Environmental Pollution, Vol. 243, pp. 582–590. 2018. Online: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.08.099
10. O. Šálek, M. Matolín, L. Gryc, „Mapping of Radiation Anomalies Using UAV Mini-Airborne Gamma-Ray Spectrometry,” Journal of Environmental Radioactivity, Vol. 182, pp. 101–107. 2018. Online: https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.11.033
11. P. Martin et al., „Radiological Identification of Near-Surface Mineralogical Deposits Using Low-Altitude Unmanned Aerial Vehicle,” Remote Sensing, Vol. 12, No. 21. p. 3562. 2020. Online: https://doi.org/10.3390/rs12213562
12. LND, Inc. Oceanside, New York, USA, Gamma detector product datasheet. Online: https://www.lndinc.com/products/geiger-mueller-tubes/7808/
13. Sync, BecqMoni2011 is an amateur freeware Japanese MCA software. Online: https://ln.sync.com/dl/cbafeba20/87sjrujv-%C2%ADr9tziicq-%C2%ADpz9ncmsy-%C2%ADnphcjsk5/view/default/1092926230010
14. V. Fedorovsky, et al., Aerospace Geological Map of the North-Eastern Part of zones Chernorud & Tomota. Irkutsk, Russia, Geological Institute of RAS & Institute of Earth’s Crust, 2013.
15. A. V. Parshin, A. E. Budyak, V. N. Babyak, „Interpretation of Integrated Aerial Geophysical Surveys by Unmanned Aerial Vehicles in Mining: A Case of Additional Flank Exploration,” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol. 459, No. 5 p. 052079. 2020. Online: https://doi.org/10.1088/1755-1315/459/5/052079
16. A. V. Parshin, et al., „Complex UAS-Geophysical Surveys at the First Stages of Geological Prospecting: Case in the Western Sayan (Russia),” In Proceedings of the First EAGE Workshop on Unmanned Aerial Vehicles, Toulouse, France, 2–4 December 2019. pp. 1–5. Online: https://doi.org/10.3997/2214-4609.201903321