- Detektor radiasi yang dikembangkan ORNL memungkinkan pemantauan bahan nuklir secara real-time.
- Perangkat ini dapat dipasang di saluran pendingin udara, memberikan pemantauan radiasi secara terus-menerus.
- Penggunaan kristal plastik berbiaya rendah menurunkan biaya keseluruhan detektor.
- Monitor juga mencegah pihak ilegal mengumpulkan bahan nuklir, meningkatkan keamanan nasional.
Oak Ridge National Laboratory (ORNL) telah mengembangkan detektor radiasi yang ringkas dan berbiaya rendah untuk memantau penumpukan bahan nuklir secara real-time di saluran pendingin udara fasilitas. Perangkat ini dirancang untuk menggantikan metode pemeriksaan manual yang lambat, menawarkan sistem otomatis yang terjangkau. Perangkat ini pada dasarnya berupa silinder otomatis yang dapat dipasang langsung ke saluran ventilasi, sehingga memungkinkan pemantauan radiasi secara terus-menerus dan real-time. Metode pemantauan ini akan membantu fasilitas nuklir meningkatkan keselamatan, perlindungan lingkungan, serta keamanan nasional.
Di fasilitas pemrosesan bahan bakar nuklir, saluran pendingin udara berfungsi sebagai jalur ventilasi di langit-langit yang berfungsi mengedarkan, menyaring, dan mengeluarkan udara dalam ruangan secara terus-menerus. Meskipun fasilitas-fasilitas ini menangani material radioaktif di area pemrosesan yang tertutup ketat dan dilindungi oleh filter partikulat efisiensi tinggi, partikel debu halus seperti uranium masih dapat terbawa keluar ke dalam aliran udara. Seiring waktu, partikel radioaktif halus ini mengendap di dinding bagian dalam pipa logam. Membiarkan debu nuklir yang tidak terpantau menumpuk di dalam pipa ventilasi langit-langit ini akan menciptakan sumber radiasi tanpa pelindung, yang membahayakan kesehatan pekerja, dan menimbulkan risiko keamanan nasional yang serius terkait pencurian atau pengalihan material yang tidak terverifikasi.
Cara Kerja Monitor Baru
Monitor baru ini memberikan pemantauan berkelanjutan dengan memindai pipa ventilasi setiap menit untuk mendeteksi penumpukan bahan nuklir, serta memenuhi standar keselamatan dan keamanan tertinggi.
Perangkat berukuran 12 inci ini beroperasi dalam dua mode sederhana sesuai kebutuhan fasilitas. Alat ini dapat beroperasi hingga satu bulan dengan daya baterai, mengambil dan menyimpan sampel data setiap menit. Saat terhubung melalui Power over Ethernet, alat ini mengalirkan dan menyimpan data setiap detik untuk pelacakan secara real-time. Ethernet menggantikan koneksi USB lama, memungkinkan koneksi jarak lebih jauh antara pipa pendingin udara di langit-langit dan pusat pemantauan terpusat. Untuk membuat sistem benar-benar无缝, peneliti mengombinasikan perangkat keras dengan perangkat lunak canggih. Algoritme yang ditingkatkan dengan AI dilatih berdasarkan data fasilitas nyata yang dikumpulkan selama pengujian real-time di ORNL.
Setelah terintegrasi, perangkat lunak cerdas secara otomatis menganalisis sinyal radiasi dan memicu alarm pada saat material berbahaya menumpuk hingga tingkat yang tidak aman.
Efisiensi Biaya dan Peningkatan Keselamatan
Secara keseluruhan, sistem ini juga relatif murah. Elemen deteksi pada umumnya berharga lebih dari US$10,000 (sekitar HK$78,000). Tim ORNL membangun perangkat ini di围绕 kristal plastik sintilator murah yang hanya bernilai satu atau dua dolar. Ketika radiasi menghantam detektor, kristal plastik berbiaya rendah ini memancarkan kilatan cahaya dalam bentuk foton. Selanjutnya, silicon photomultiplier mengubah pulsa cahaya ini menjadi sinyal listrik. Material seperti uranium menghasilkan sidik energi yang khas. Oleh karena itu, sistem diprogram untuk menghitung pulsa listrik tertentu dan segera menandai tingkat radiasi yang tidak aman.
Peneliti utama proyek, Brett Witherspoon, menjelaskan bahwa perangkat ini menggabungkan pemrosesan analog bersejarah berdaya rendah dengan mikrokontroler digital modern yang aman. Penggantian tabung vakum yang besar dengan silicon photomultiplier yang ringkas membuat detektor memiliki ketahanan suhu yang lebih baik, serta mengurangi ukuran keseluruhan dan biayanya.
Pemilihan kristal plastik yang hanya berharga satu hingga dua dolar, bukan alternatif lain yang bernilai 1,000 hingga US$10,000 (sekitar HK$78,000), memungkinkan fasilitas nuklir menyebarkan pemantauan radiasi secara lebih ekonomis. “Ini seribu kali lebih murah dibandingkan teknologi saat ini, dan perangkat yang dirancang khusus untuk tujuan ini memberikan fasilitas nuklir alternatif yang lebih akurat, mudah digunakan, dan hemat biaya,” ujar peneliti utama proyek, Kelly Goetz. “Perangkat-perangkat ini akan membuat fasilitas nuklir lebih aman dan efisien karena mengurangi beban监管.” Selain melindungi dari paparan radiasi tanpa pelindung, monitor ini juga解决 masalah keamanan nasional utama: mencegah pihak ilegal secara diam-diam mengumpulkan bahan nuklir yang tidak terverifikasi dan terjebak di dalam pipa.
Potensi Aplikasi di Masa Depan
Aplikasi ini tidak terbatas hanya pada pabrik bahan bakar; para peneliti saat ini sedang menguji perangkat elektronik ini dalam kondisi suhu ekstrem untuk menempatkan monitor ini di reaktor molten salt generasi berikutnya, Small Modular Reactors (SMRs), dan bahkan di titik akses perimeter luar ruangan untuk mencegah pencurian di lingkungan yang keras.
Item Spesifikasi Ukuran Layar 12 inci Daya Tahan Baterai Hingga satu bulan Frekuensi Pengambilan Data Setiap menit Frekuensi Aliran Data Setiap detik
Dampak dan Prospek Aplikasi Detektor Radiasi Baru
Pengembangan detektor radiasi baru ini menandai kemajuan penting dalam teknologi pemantauan keselamatan fasilitas nuklir. Dengan menyediakan solusi pemantauan berbiaya rendah dan efisien, teknologi ini tidak hanya dapat mengurangi beban operasional, tetapi juga secara efektif mencegah pengumpulan material radioaktif secara ilegal, sehingga meningkatkan keamanan nasional. Seiring dengan ekspansi aplikasi di masa depan, termasuk penggunaannya dalam reaktor molten salt dan Small Modular Reactors, teknologi ini berpotensi memainkan peran kunci di berbagai bidang, mendorong pengembangan energi nuklir yang aman.