无人机在核事故应急中的应用

    近年来，从空中收集自然灾害和事故现场等信息的需求日益增加。特别是无人机(UAV，UnmannedAerial Vehicle) ，因其可以进入人难以到达的地域中去，作为安全、高效获取信息的手段而备受关注。无人机，大致分为大型无人飞机和机体重量在100kg以下的小型无人飞机。大型无人飞机由搭载的各种传感器(照相机、雷达等) 、航空器材、通信器材，可远距离高空飞行的机体以及大规模的

地面支援设备构成，并且由专业的人员和组织运行。另一方面，最近手机、电脑和相机等为代表的电子设备的性能进步显著，可以用更小更轻量的设备实现以往同等或以上的性能。目前，世界各国正在加紧研发可以监测核灾害并且运用简便的小型无人飞机系统。

设备搭载

搭载设备至少需要可远程操作的摄像装置和放射线测量仪器及监测数据传送装置。摄像设备需要配置防振动装置，具备可视或红外线摄像功能。红外线摄像用于热源勘探和夜间监视使用。在一个支架上可以同时安装可视和红外线摄像机镜头，不过通常重量在20kg 左右或以上，如果无人机搭载能力余量不够的话可以采用可交换式。探测器通常采用测量伽马射线的无机闪烁体NaI、LaBr3

等探测器。需要有足够的灵敏度响应，当监测场所放射性剂量水平变化时，仪器的读数要随之而变化。设备需要有较高的抗震性和对恶劣环境条件的(温度、湿度、压力) 耐受能力。

   飞行性能的要求

   在发生核事故时，迅速把握是否有放射性物质放出及其规模，对研究事故对策，比如判断是否实施载人航测和应急疏散极其重要。事故早期，无人机在设施边界附近巡回飞行，测量空气吸收剂量率等，把握是否有放射性物质的释放及其规模。随后，在下风方向空域悬停并进行测量，更精确地把握放射性物质放出规模和释放方向。如果是固定翼飞机，可用盘旋飞行代替悬停飞行。然后在应急计划区内作曲线飞行，探查扩散范围。多次实施这样的测量后，在地面的监控设备还无法准确测量时就可以获得放射性物质释放的信息，根据上述信息、判断可否实施载人航测以及设定安全飞行的高度。考虑到排气塔高度(100 ～ 150 m 左右) 的剂量率最大，无人机在同高度左右实施监测。另外，在无人机后实施的载人航测飞行高度约为排气塔高度的两倍左右。在载人机的飞行高度预先用无人机实施监测，载人航测就可以安全实施了。为了能够在应急计划区(半径10km)内下风领域实施监测飞行，续航距离和电波接收范围最好能保证10km以上。

目前存在的一些问题

无人机因为重量轻( 一般100 kg 以下) 、体积小，比起载人航测存在续航距离和搭载能力不足，搭载设备单一，容易受到恶劣天气(强风、雨等) 影响的问题。为了实现无人核辐射监测系统的实用化并普及，需要:(1) 增加最长续航距离和搭载能力。考虑到活动范围的扩大和人员的安全，，需要在尽量远距离的地方实施测量操作。另外，需要搭载更大型或多台精密监测装置。(2) 搭载设备的多样化。除了伽马射线测量仪以外，研究搭载大气集尘器、中子探测器及其运用方案。(3) 具有耐恶劣环境性能。确保在降雨和放射性环境下运用能力。

结论

     无人机可以进入高危区和森林等人很难进出的地方实施监测。因为只要飞行一次就能记录飞行航线，因此可以事先给出程序，在同一航线进行飞行，根据除污前后的飞行监测可以观测到除污效果及随时间变化的放射性水平变动。并且可以实施远程操作，减少工作人员的受辐射量，是一款简便、高效、安全的核辐射监测系统。