Робот (или, что более вероятно, дистанционно управляемый аппарат) пытался исследовать активную зону одного из реакторов Фукусимы и обнаружил чрезвычайно высокий уровень радиации (530 зивертов в час).
http://www.japantimes.co.jp/news/2017/02/03/national/fukushima-radiation-level-highest-since-march-11/#.WMi2AvnythE
Я видел еще более высокую оценку на Slashdot, основанную на скорости выгорания электроники ~ 600 Зивертов.
Я хотел бы знать распределение радиации. Я предполагаю, что при нормальной работе реактор имеет большой нейтронный поток, а после расплавления он меньше. Есть ли какие-либо данные или кто-нибудь, кто может дать разумное распределение для гамма, рентгеновских лучей, альфа, бета, нейтронов и т. д.?
Я спрашиваю, потому что обдумывал, что потребуется для создания защищенного робота, который мог бы выжить в таких условиях, поэтому не стесняйтесь размышлять об этом как о части ответа. Если бы всю электронику можно было поместить в маленькую коробку, ее можно было бы запечатать. Робот может быть спроектирован без экранирования твердотельной электроники.
Я знаю, что свинец хорош, потому что он плотный. Вольфрам плотнее, он лучше? Берилий используется для отражения нейтронов, есть ли в этом какая-то польза? Я знаю, что разные материалы подходят для захвата нейтронов с разной скоростью. Что было бы наилучшей защитой для ЦП, чтобы попасть в адские условия, такие как Фукусима?
Я нашел список продуктов деления и их радиоактивного выхода. Он не полный, но показательный. Вы можете рассчитывать на гамма-излучение с энергией 7 МэВ, когда атом урана-235 расщепляется нейтроном. Есть нейтроны, но у меня еще нет распределения энергии.
Начиная с предположения, что процессор (скажем, Raspberry Pi) и камера должны быть экранированы, иначе они мгновенно умрут. То же самое и с контроллерами двигателей. Все, что снаружи, может быть только из простой меди. Даже у этого могут быть проблемы, например, с изоляцией, но они должны прослужить намного дольше.
Я нашел функцию интенсивности фотонного излучения, так что это всего лишь экспоненциальный закон. константа в показателе степени пропорциональна толщине материала, плотности и т. д.
Для нейтронов все намного сложнее, и у меня нет общего уравнения для проходящих нейтронов. Мой план состоял в том, чтобы использовать внешнюю оболочку из бериллия или бериллия-алюминия, если это существенно отражает класс нейтронов. Затем бор поглощает нейтроны в каком-то энергетическом диапазоне (если он совпадает с энергиями каких-либо, распространенных в окружающей среде). Затем, возможно, воду, если это необходимо. Слой воды может быть полезен для отвода тепла от внутреннего экрана.
Затем, поскольку этой штуке нужна энергия, я подумал об использовании свинцово-кислотных или свинцово-гелевых батарей в качестве комбинированной массы и защиты.
Наконец, внутри Cd 113, чтобы поймать любые тепловые нейтроны, которые пройдут через него. Это последний слой, специально предназначенный для улавливания нейтронов, и идея состоит в том, чтобы удерживать любое бета- или гамма-излучение, возникающее за пределами последнего слоя, чтобы оно могло быть поглощено внутренним экраном. Самый внутренний экран - вольфрам, или, учитывая, что вольфрам так трудно обрабатывать, возможно, вольфрам заполнит свинцовую матрицу.
Я думаю, что по крайней мере возможно, что нейтроны отражаются через экран в целом, поэтому оптоволокно и провода, выходящие из корпуса, должны будут пройти через изгибы, предназначенные для поглощения любого излучения.
Мой вопрос заключается в том, помогают ли вообще бериллий и бор. Бериллий используется в бомбах, но это может быть очень специфический уровень энергии. Бор является поглотителем нейтронов, но я не уверен, соответствуют ли нейтроны в окружающей среде его спектрам поглощения. Если они вообще работают, то они, по крайней мере, легкие, а снаружи, наибольшая площадь поверхности, это большое дело.
Вы можете защитить электронику 6-дюймовой свинцовой коробкой (и увеличить мощность двигателя, осей и колес, чтобы выдержать вес!), но вы не можете защитить саму трубку камеры, все типы трубок камеры будут подвержены ядерному излучению. Единственной возможностью может быть сложная сборка больших кусков свинца и зеркал, так что свет может быть направлен зигзагообразными туннелями вниз к трубке, но ядерное излучение не будет следовать по тому же пути, поскольку оно в основном движется по прямым линиям. не отражается зеркалом.
Обратите внимание, что термоэмиссионные трубки (клапаны) могут быть более полезными в некоторых средах с высоким уровнем радиации по сравнению с полупроводниками, но я не рекомендую пытаться создать ламповый микропроцессор, поскольку в мире, вероятно, не осталось достаточного количества EF50.
dmckee --- котенок экс-модератор
Дов