Сигурността на източниците на радиация, по-специално, и сигурността на ядрената енергетика като цяло в момента са основните грижи на международната общност1. През последните години радиационните и ядрените технологии бяха разгърнати бързо и широко в различни индустриални и икономически сектори и общество, което донесе различни практически ползи. Управлението, транспортирането, съхранението и използването на източниците на радиация обаче са усложнени от много предизвикателства. Всъщност имаше много изгубени източници на радиация, което доведе до значително въздействие върху икономическата и социална стабилност2. Радиоактивен източник, който не е под регулаторен контрол, или защото никога не е бил под регулаторен контрол, или защото е бил изоставен, изгубен, изгубен, откраднат или прехвърлен по друг начин без надлежно разрешение, се нарича източник без подходящо разрешение3. Осиротелите източници са довели до аварии със сериозни, дори фатални последици в резултат на излагането на индивиди на радиация4.
Стапянето на безстопанствен източник с метален скрап или неговото разрушаване, когато се смеси с метален скрап, също е довело до замърсен рециклиран метал и отпадъци4. Ако това се случи, може да са необходими скъпи операции по почистване. Ако замърсеният материал не бъде открит в съоръжението за рециклиране и производство на метали, работниците могат да бъдат изложени на радиация и радионуклидите могат да се включат в различни готови продукти и отпадъци, което от своя страна може да доведе до излагане на потребителите на тези продукти. Загрижеността относно аварии, включващи безстопанствени източници, включително тези, възникнали в индустриите за рециклиране и производство на метали, доведе до създаването на международен кодекс за поведение относно безопасността и сигурността на радиоактивните източници (Кодекс за поведение)5. В частта за общите принципи на кодекса се посочва също, че всяка страна трябва да разполага с технически системи за бърза реакция с цел контролиране на откраднати и изоставени радиоактивни източници и елиминиране или минимизиране на последствията от тях. Въпреки това остава възможността осиротели източници да присъстват в скрап6. Изгубените радиоактивни източници обикновено са запечатани източници, изработени от метални пръти и пелети, като техните контейнери също са метални. Следователно, когато радиоактивният източник бъде изгубен, той обикновено се продава на събирач на стоманен скрап за рециклиране2,6,7,8. Това е причината, поради която всички страни са силно заинтересовани от контрола на радиоактивните източници в съоръженията за рециклиране на метален скрап. МААЕ има технически насоки за справяне с това в своя документ1 „Контрол на безстопанствени източници и други радиоактивни материали в индустриите за рециклиране и производство на метали“ (Специфично ръководство за безопасност, № SSG-17, Виена, 2012). Радиоактивните и ядрените материали могат да представляват заплаха за общественото здраве и вътрешната сигурност под формата на заплахи от тероризъм, безстопанствени източници, ядрени аварии или радиоактивно замърсяване9. Тъй като детекторите за радиация, инсталирани на основните входни пристанища, са ключов компонент от цялостната стратегия за защита на държавите от ядрен тероризъм10. Във Виетнам също има разпоредби с отговорност за откриване на радиоактивни източници извън регулаторния контрол за рециклиране на метални отпадъци и производствени съоръжения7.
С напредването на науката и технологиите, особено в областта на технологиите за ядрено откриване, бяха разработени много специализирани технологии и оборудване, за да се гарантира безопасността и сигурността на радиоактивни източници, като радиационни портални монитори (RPM), персонални радиационни детектори ( PRDs), ръчни радиоизотопни идентификационни устройства (RIIDs), мобилни и преносими детектори, радиографски системи за изображения, които използват рентгенови или гама лъчи11. Тези устройства работят индивидуално, имат високи разходи за експлоатация и поддръжка и не са подходящи за малки и средни съоръжения за рециклиране на метални отпадъци. Друго предизвикателство е, че когато осиротелите източници са скрити в скрап, това предпазва дейността им от традиционните детектори в порталите, които сканират пристигащите камиони12.
Откриването на радиоактивен материал в отпадъците е от първостепенно значение за опазването на околната среда12. В този доклад ние представяме предложението и разработването на интернет система за радиационни сензори (IoRSS) за подобряване на използването на системи за ядрено откриване за откриване на ядрени и други радиоактивни материали извън регулаторния контрол на входни/изходни точки и други търговски места на съоръжения за рециклиране и производство на скрап. За да увеличим максимално способността за откриване, идентифициране, локализиране и реагиране на инциденти с ядрена радиация, ние предлагаме и прилагаме напредъка в изчислителната техника, комуникациите, разработването на алгоритми, софтуерните инструменти и хардуера в интегрирана мрежа от разпределени сензори13,14, 15,16 и LoRa17,18 безжични комуникации, които допринасят за подобрена способност за радиологично и ядрено откриване и дейности за реагиране. Внедряването на IoRSS улесни подобрената осведоменост за ситуацията и по-добрите възможности за откриване, идентифициране, локализиране и реагиране на инциденти чрез интегриране на данни от множество фиксирани и мобилни устройства за откриване на радиация в разпределени детектори и прилагане на усъвършенствани алгоритми за обработка на данни.
Основните приноси и новостите на статията са дадени по-долу.
Останалата част от този документ е организирана по следния начин. Разделът „преглед на литературата“ подчертава най-съвременния преглед на литературата относно аспекти на IoT подхода за откриване и наблюдение на радиация, търсене и локализиране на изгубени радиоактивни източници и детектори за радиоактивен и ядрен материал. Подробното предложение за IoT-базирана система от сензори за радиация (IoRSS), включително системната архитектура и хардуерен дизайн, е описано в раздела „системна архитектура и хардуерен дизайн за IoT-базирана система от сензори за радиация (IoRSS)“. Процесите на откриване на радиация, идентификация, предупреждение и реакция при радиационен инцидент са описани в раздела „Протоколи за работа на IoRSS“. В раздела „резултати от тестове и анализи“ представяме резултатите от обширни полеви тестове в съоръжения за рециклиране на метален скрап и производствени съоръжения, за да оценим ефективността на предложението. Експерименталната настройка и констатациите от резултатите също са подробно анализирани и обсъдени в този раздел. И накрая, нашите заключения и бъдеща работа са описани в раздела „заключения и бъдеща работа“.
