Erityisesti säteilylähteiden turvallisuus ja ydinvoiman turvallisuus yleisesti ottaen ovat tällä hetkellä kansainvälisen yhteisön tärkeimpiä huolenaiheita1. Säteily- ja ydinteknologiaa on viime vuosina otettu käyttöön nopeasti ja laajasti eri teollisuuden ja talouden aloilla ja yhteiskunnassa, mikä on tuonut monenlaista käytännön hyötyä. Säteilylähteiden hallintaa, kuljetusta, varastointia ja käyttöä vaikeuttavat kuitenkin monet haasteet. Itse asiassa monia säteilylähteitä on menetetty, mikä on vaikuttanut merkittäviin taloudelliseen ja sosiaaliseen vakauteen2. Radioaktiivista lähdettä, joka ei ole viranomaisten valvonnassa joko siksi, että se ei ole koskaan ollut viranomaisten valvonnassa tai koska se on hylätty, kadonnut, kadonnut, varastettu tai muuten siirretty ilman asianmukaista lupaa, kutsutaan orpolähteeksi3. Orvot lähteet ovat johtaneet onnettomuuksiin, joilla on vakavia, jopa kuolemaan johtavia seurauksia, koska ihmiset ovat altistuneet säteilylle4.
Isänjääneen lähteen sulaminen metalliromun kanssa tai sen rikkoutuminen metalliromun kanssa sekoitettuna on myös johtanut saastuneeseen kierrätysmetalliin ja jätteisiin4. Jos näin tapahtuu, kalliita puhdistustoimenpiteitä voidaan tarvita. Jos saastunutta materiaalia ei havaita metallien kierrätys- ja tuotantolaitoksessa, työntekijät voivat altistua säteilylle ja radionuklideja voi joutua erilaisiin valmiisiin tuotteisiin ja jätteisiin, mikä puolestaan voi johtaa näiden tuotteiden käyttäjien altistumiseen. Huoli onnettomuuksista, joihin liittyy isännättömiä lähteitä, mukaan lukien metallinkierrätys- ja tuotantoteollisuudessa sattuneet onnettomuudet, johti kansainvälisen yrityksen Radioaktiivisten lähteiden turvallisuutta ja turvallisuutta koskevien toimintaohjeiden (Code of Conduct) perustamiseen5. Säännöstön yleiset periaatteet -osiossa todetaan myös, että jokaisessa maassa on oltava käytössään tekniset järjestelmät nopeaa reagointia varten. Tavoitteena on varastettujen ja hylättyjen radioaktiivisten lähteiden hallinta ja niiden seurausten eliminointi tai minimoiminen. Mahdollisuus, että metalliromussa on orpolähteitä, on kuitenkin edelleen olemassa6. Kadonneet radioaktiiviset lähteet ovat yleensä metallitangoista ja -pelleteistä valmistettuja umpilähteitä, ja myös niiden säiliöt ovat metallia. Siksi kun radioaktiivinen lähde katoaa, se myydään yleensä teräsromun keräilijälle kierrätettäväksi2,6,7,8. Tästä syystä kaikki maat ovat erittäin kiinnostuneita radioaktiivisten lähteiden valvonnasta metalliromun kierrätyslaitoksissa. IAEA:lla on tekniset ohjeet tämän käsittelemiseksi asiakirjassa1 "Isänjättävien lähteiden ja muiden radioaktiivisten aineiden valvonta metallien kierrätys- ja tuotantoteollisuudessa" (erityinen turvallisuusopas, nro SSG-17, Wien, 2012). Radioaktiiviset ja ydinmateriaalit voivat muodostaa uhan kansanterveydelle ja kotimaan turvallisuudelle terrorismin, orpojen lähteiden, ydinonnettomuuksien tai radioaktiivisen saastumisen muodossa9. Koska suuriin tulosatamiin asennetut säteilyilmaisimet ovat keskeinen osa yleistä strategiaa suojella maita ydinterrorismilta10. Vietnamissa on myös säännöksiä metalliromun kierrätys- ja tuotantolaitosten valvonnan ulkopuolella olevien radioaktiivisten lähteiden havaitsemisesta7.
 radioaktiivisten lähteiden havaitsemiseen valvonnan ulkopuolella "Internet of Radiation sensor System (IoRSS) radioaktiivisten lähteiden havaitsemiseen valvonnan ulkopuolella")
Tieteen ja tekniikan kehityksen myötä, erityisesti ydinvoiman havaitsemistekniikoiden alalla, on kehitetty monia erikoistekniikoita ja laitteita, joilla varmistetaan radioaktiivisten lähteiden turvallisuus, kuten säteilyportaalimonitorit (RPM), henkilökohtaiset säteilyilmaisimet ( PRD:t), kädessä pidettävät radioisotooppitunnistuslaitteet (RIID), siirrettävät ja siirrettävät ilmaisimet, radiografiset kuvantamisjärjestelmät käyttävät röntgen- tai gammasäteitä11. Nämä laitteet toimivat yksilöllisesti, niillä on korkeat käyttö- ja ylläpitokustannukset, eivätkä ne sovellu pieniin ja keskisuuriin metalliromun kierrätyslaitoksiin. Toinen haaste on se, että orvot lähteet piilotetaan metalliromuun, mikä suojaa niiden toimintaa perinteisiltä ilmaisimilta portaaleissa, jotka skannaavat saapuvia kuorma-autoja12.
Radioaktiivisten aineiden havaitseminen jätteestä on ensiarvoisen tärkeää ympäristönsuojelun kannalta12. Tässä raportissa esittelemme ehdotuksen ja kehittämisen Internet of Radiation Sensor System (IoRSS) -järjestelmästä, jolla tehostetaan ydinvoimanilmaisujärjestelmien käyttöä ydinaineiden ja muiden radioaktiivisten aineiden havaitsemiseksi, jotka eivät ole valvonnan alaisia maahantulo-/poistumispisteissä ja muissa kauppapaikoissa. metalliromun kierrätys- ja tuotantolaitokset. Maksimoidaksemme kyvyn havaita, tunnistaa, paikantaa ja reagoida ydinsäteilytapahtumiin, ehdotamme ja käytämme edistysaskeleita tietojenkäsittelyssä, viestinnässä, algoritmien kehittämisessä, ohjelmistotyökaluissa ja laitteistossa hajautettujen antureiden integroidussa verkossa13,14, 15,16 ja LoRa17,18 langaton viestintä, joka parantaa säteily- ja ydinhavaitsemiskykyä ja reagointitoimintoja. IoRSS:n käyttöönotto on parantanut tilannetietoisuutta ja parempia kykyjä havaita, tunnistaa, paikantaa ja reagoida tapahtumiin integroimalla tietoja useista kiinteistä ja mobiililaitteista hajautettujen ilmaisimien välillä ja soveltamalla kehittyneitä tietojenkäsittelyalgoritmeja.
Lehden tärkeimmät panokset ja uutuus on esitetty alla.
Tämän asiakirjan loppuosa on järjestetty seuraavasti. "Kirjallisuuskatsaus" -osio korostaa uusimman tekniikan kirjallisuuskatsausta IoT-lähestymistavan näkökohdista säteilyn havaitsemiseen ja valvontaan, kadonneiden radioaktiivisten lähteiden etsimiseen ja paikantamiseen sekä radioaktiivisten ja ydinmateriaalien ilmaisimiin. Yksityiskohtainen ehdotus IoT-pohjaisesta säteilyanturijärjestelmästä (IoRSS), mukaan lukien järjestelmäarkkitehtuuri ja laitteistosuunnittelu, on kuvattu kohdassa "Järjestelmäarkkitehtuuri ja laitteistosuunnittelu IoT-pohjaiseen säteilyanturijärjestelmään (IoRSS)". Säteilyn havaitsemis-, tunnistamis-, varoitus- ja reagointiprosessit säteilytapahtumaan on kuvattu kohdassa "IoRSS-toimintaprotokollat". "Testitulokset ja analyysi" -osiossa esittelemme metalliromun kierrätys- ja tuotantolaitoksissa tehtyjen laajojen kenttätestien tulokset ehdotuksen toimivuuden arvioimiseksi. Tässä osiossa analysoidaan myös laajasti kokeellisia järjestelyjä ja tuloksia. Lopuksi johtopäätöksemme ja tuleva työmme on kuvattu kohdassa "Johtopäätökset ja tuleva työ".
