近日,《放射性廢物解決方案》2024年春季刊披露了一項重要進展:美國能源部阿貢國家實驗室的研究人員正在開發和部署名為ARG-US(意為“警惕的守護者”)的遠程監控系統技術,以增強核和其他放射性物質在儲存、運輸和處置過程中的安全性、保障性和保障措施(3S)。
ARG-US遠程監控系統技術的推出,旨在支持美國能源部環境管理辦公室包裝和運輸辦公室的使命,即“通過確保對部門成功運營至關重要的材料的安全、合規和高效運輸來保護人類和環境”。同時,該技術也使那些在核燃料循環設施和核貨物運輸和儲存行業工作的人們受益匪淺。
ARG-US遠程監控系統技術主要由兩個專利平臺構成:帶有傳感器的射頻識別(RFID)監控標簽和遠程區域模塊化監控(RAMM)系統。RFID監控標簽可附于存儲或運輸中的鼓式包裝上,通過固定和手持閱讀器或“一體化”CommBox進行監控。而RAMM系統和TRAVELER則用于實時跟蹤和監控運行運輸工具中的核燃料循環材料包裝。
其中,RFID系統利用主動式RFID傳感器監控標簽,這些標簽帶有傳感器,可增強3S和材料責任制,并將人員的輻射暴露降低到合理可實現的最低水平(ALARA)。智能鼓作為配備有RFID標簽和讀取器的鼓,可為授權人員提供實時訪問狀態和事件歷史數據的權限,并在操作期間持續監測環境條件。
自2010年以來,美國能源部的五個實驗室和兩個站點以及行業都已購買了ARG-US RFID和RAMM系統,用于現場測試、演示和應用。目前,ARG-US技術已在阿貢國家實驗室的阿爾法-伽馬熱室設施(AGHCF)、低能加速器設施(LEAF)和阿貢串聯線性加速器系統(ATLAS)等設施中持續運行,為實際運行設施中的傳感器性能和系統可靠性提供了寶貴的數據。
在運輸方面,ARG-US技術也展現出了出色的表現。例如,在模擬乏核燃料(SNF)組件通過鐵路/桶運輸的過程中,ARG-US TRAVELER對運輸桶進行了為期六天的跟蹤和監控,沒有出現任何故障。此外,在卡車運輸壓水反應堆新燃料組件容器以及BUP-500放射性同位素熱電發電機箱式貨車裝運的演示中,ARG-US技術也展現出了其可靠性和實用性。
ARG-US遠程監控系統的持續運行和持續應用,不僅提升了核設施和運輸過程中的安全性,還有助于推動其他能源部核設施和工業場所(包括未來先進的反應堆核燃料循環)采用和實施ARG-US系統技術。
展望未來,阿貢研究人員和美國能源部將繼續利用在核材料和其他放射性物質運輸包裝、SNF和高放射性廢物長期儲存(包括老化管理)以及ARG-US遠程監控系統技術方面積累的知識,建立“3S設計”框架,以應對在運輸、儲存和處置階段對現有和先進核燃料循環材料進行3S包裝的挑戰。這一舉措將進一步推動核能領域的安全性和可持續性發展。