RaDron pomáhá detekovat zdroje radioaktivity

Vý­sled­ky vý­zkum­né­ho pro­jek­tu RaDron před­sta­vu­jí slib­né roz­ší­ře­ní tech­no­lo­gií pro za­jiš­tě­ní ra­di­ač­ní bez­peč­nos­ti. Zdo­ko­na­le­ný au­to­nomní dron z dílny Fa­kul­ty elek­tro­tech­nic­ké ČVUT, osa­ze­ný uni­kát­ní­mi čás­ti­co­vý­mi de­tek­to­ry praž­ské spo­leč­nos­tí Adva­cam, umož­ní účin­ně de­te­ko­vat zdro­je ra­dio­ak­ti­vi­ty, včet­ně těch po­hyb­li­vých. Nová me­to­da lo­ka­li­za­ce může v bu­douc­nu usnad­nit i práci spe­ci­a­li­zo­va­né­mu týmu ÚJV Řež, který ná­le­zy zdro­jů io­ni­zu­jí­cí­ho zá­ře­ní řeší.

Part­ne­ři před­sta­vi­li vý­sled­ky pro­jek­tu ve čtvr­tek 26. října v Řeži. Sou­čás­tí pro­gra­mu byla i dy­na­mic­ká ukáz­ka na­le­ze­ní zdro­je ra­dio­ak­ti­vi­ty a si­mu­la­ce akč­ní­ho zá­sa­hu týmu pro zá­chy­ty ÚJV Řež.

Nová tech­no­lo­gie může najít uplat­ně­ní v ši­ro­kém spek­tru ak­ti­vit, sou­vi­se­jí­cích s běž­nou ra­di­ač­ní si­tu­a­cí i s mi­mo­řád­ný­mi udá­lost­mi. Kromě mo­ni­to­ro­vá­ní změn ra­di­ač­ní si­tu­a­ce nebo tvor­by ra­di­ač­ních map na­bíd­ne pomoc na­pří­klad při po­žá­rech ra­dio­lo­gic­kých za­ří­ze­ní, pá­t­rá­ní po od­ci­ze­ných zdro­jích ra­di­a­ce, ne­ho­dách při pře­vo­zu ra­dio­ak­tiv­ní­ho ma­te­ri­á­lu nebo ske­no­vá­ní roz­sáh­lých ob­las­tí.

Na roz­díl od dnes běžné do­zi­me­t­ric­ké tech­no­lo­gie umí malé sen­zo­ry Adva­ca­mu určit nejen pří­tom­nost ra­di­a­ce, ale také směr, odkud zá­ře­ní při­chá­zí. To celé hle­dá­ní ná­sob­ně urych­lu­je.

Opro­ti sou­čas­ným sys­té­mům může dron s pa­lub­ní umě­lou in­te­li­gen­cí vy­u­ží­vat kom­bi­na­ci ma­lé­ho roz­mě­ru a velké mo­bi­li­ty, tedy zdroj hle­dat velmi rych­le i v ob­tíž­ně pří­stup­ných te­ré­nech. De­tekč­ní tech­ni­ka je schop­na za­chy­tit a iden­ti­fi­ko­vat jed­not­li­vé čás­ti­ce zá­ře­ní v re­ál­ném čase. Díky tomu RaDron umožňuje na­lézt zdroj zá­ře­ní vý­raz­ně efek­tiv­ně­ji, než je to možné dnes, a to při ne­srov­na­tel­ně niž­ších po­ři­zo­va­cích ná­kla­dech. V rámci pro­jek­tu bylo pro­ká­zá­no, že mož­nost na­sa­ze­ní týmu spo­lu­pra­cu­jí­cích dronů umo­ž­ňuje přes­ně lo­ka­li­zo­vat i po­hy­bu­jí­cí se zdroj zá­ře­ní, což je se sou­čas­nou tech­no­lo­gií velmi ob­tíž­né a ve spous­tě pří­pa­dů prak­tic­ky ne­mož­né.

Mezi ši­ro­ké kom­pe­ten­ce ÚJV Řež patří i ře­še­ní zá­chy­tů ne­zná­mých zdro­jů ra­di­a­ce. De­tek­ce zdro­jů ra­dio­ak­tiv­ní­ho zá­ře­ní může být někdy velmi pro­ble­ma­tic­ká, při­tom rych­lost je­jich do­hle­dá­ní a za­jiš­tě­ní je pro ochra­nu zdra­ví oby­va­tel a ži­vot­ní­ho pro­stře­dí klí­čo­vá. Ná­sled­ná iden­ti­fi­ka­ce ra­dio­nukli­dů, cha­rak­te­ri­za­ce a pří­pad­ná li­kvi­da­ce už se ode­hrá­vá v bez­peč­ném pro­stře­dí la­bo­ra­to­ří ústa­vu.

Jádrem jsou čipy Timepix3
Cílem pro­jek­tu RaDron bylo ově­řit novou me­to­du, jak co nej­rych­le­ji ob­je­vit sto­jí­cí nebo i po­hy­bu­jí­cí se zdro­je ra­dia­ce. Během tří let vý­zku­mu, fi­nan­co­va­né­ho Tech­no­lo­gic­kou agen­tu­rou ČR, ex­pe­ri­men­tál­ně pro­ká­za­li, že de­tek­tor, při­po­je­ný k au­to­nomní­mu dronu, zvlád­ne na ploše 1000 m² do dvou minut spo­leh­li­vě lo­ka­li­zo­vat vzo­rek ra­dio­ak­tiv­ní­ho Cesia­‑137. Já­drem tech­no­lo­gie RaDron jsou čipy Ti­me­pi­x3, které po­sky­tu­jí sys­té­mu kom­plet­ní sadu in­for­ma­cí o každé za­chy­ce­né čás­ti­ci ra­di­a­ce. To z nich dělá vý­ji­meč­ně účin­ný ná­stroj pro do­zi­me­t­rii a pro popis ra­di­ač­ní­ho pole. Čip navíc může fun­go­vat jako tak­zva­ná Comp­to­no­va ka­me­ra, která do­ká­že určit směr, odkud čás­ti­ce na sen­zor do­pa­da­jí. To zna­me­ná, že není třeba sys­te­ma­tic­ky pro­če­sá­vat celý pro­stor. Dron může za­mí­řit rov­nou k cíli.

Klí­čo­vým part­ne­rem pro­jek­tu byl také Český me­t­ro­lo­gic­ký in­sti­tut (ČMI), který po­sky­tl zdroj io­ni­zu­jí­cí­ho zá­ře­ní pro všech­ny zkou­š­ky. Zá­ro­veň pro­vá­děl ne­zbyt­né ma­te­ma­tic­ké si­mu­la­ce pro op­ti­ma­li­za­ci de­tek­to­ru.

RaDron může být na­sa­zen i v in­te­ri­é­rech budov
Pro­to­typ za­ří­ze­ní vy­vi­nu­tý ve spo­lu­prá­ci s čes­ký­mi fir­ma­mi v rámci TA ČR pro­gra­mu TREND, Pod­pro­gram 1 „Tech­no­lo­gič­tí lídři“, je už ho­to­vý a při­pra­ve­ný pro na­sa­ze­ní u kon­co­vé­ho zá­kaz­ní­ka. Aka­de­mi­ci z FEL ČVUT jsou schop­ni na za­káz­ku při­způ­so­bit soft­ware dronu (au­to­nomní vy­hle­dá­vá­ní a iden­ti­fi­ka­ci zdro­je jed­ním nebo sku­pi­nou dronů), firmy Adva­cam a Fly­4­Fu­tu­re zase při­pra­ví kon­krét­ní apli­ka­ci dronu s de­tek­to­rem io­ni­zu­jí­cí­ho zá­ře­ní Ti­me­pix na míru pro kon­co­vé­ho uži­va­te­le sys­té­mu. Adva­cam de­tek­tor, který byl vy­vi­nut ve spo­lu­prá­ci s CERN, je do­da­va­te­lem i ame­ric­ké NASA. Na­bí­ze­ný dron je ve va­ri­an­tě pro let ve ven­kov­ním pro­stře­dí s GPS nebo ve va­ri­an­tě pro na­sa­ze­ní uvnitř budov a blíz­ko pře­ká­žek, kde GPS sig­nál není do­stup­ný a dron pro svou na­vi­ga­ci vy­u­ží­vá uni­kát­ní soft­ware vy­vi­nu­tý vědci z Fa­kul­ty elek­tro­tech­nic­ké ČVUT.

Kde všude může mít RaDron využití
• Ne­ho­dy při pře­vo­zu ra­dio­ak­tiv­ní­ho ma­te­ri­á­lu
• Po­žá­ry na ra­dio­lo­gic­kých od­dě­le­ních ne­moc­nic
• Ja­der­né ha­vá­rie
• Pá­t­rá­ní po ukra­de­ných zdro­jích ra­di­a­ce
• Sys­te­ma­tic­ké ske­no­vá­ní zá­jmo­vých ob­las­tí a tvor­ba ra­di­ač­ních map
• Iden­ti­fi­ka­ce typu zdro­je ra­di­a­ce
• Mo­ni­to­ro­vá­ní změn ra­di­ač­ní si­tu­a­ce