Новый волоконно-оптический термометр, устойчивый к радиации и экстремальным температурам, разработали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ). Об этом сообщили «Жуковский.Life» в пресс-службе вуза. Прибор предназначен для точного контроля теплового режима в активной зоне атомных реакторов.
Проблема существующих датчиков на АЭС — их недолговечность и уязвимость. Термопары быстро выходят из строя из-за радиации, резистивные датчики сбиваются от электромагнитных помех, а оптические системы теряют точность при разрушении защитного покрытия. Это ведет к частым остановкам реакторов для замены оборудования и снижает эффективность их работы.
Новая разработка пермских ученых лишена этих недостатков. В основе прибора — оптическое волокно с микроскопическими газовыми полостями, заключенное в металлическую оболочку вместо органической.
«В зависимости от выбранного высокотемпературного материала защитно-упрочняющего покрытия — алюминия, меди, никеля или их сплавов — термометр может стабильно работать в диапазоне температур от -196°C вплоть до +1000°C, тогда как существующие аналоги выдерживают кратковременно не более 400°C. Также другим важным усовершенствованием стало внедрение оптического усилителя в измерительную цепь, что позволило использовать источники света малой мощности, полностью исключив эффект самонагрева датчика», — пояснил Владимир Первадчук, заведующий кафедрой «Прикладная математика» ПНИПУ, доктор технических наук, профессор.
Принцип работы прибора можно описать просто: по стеклянному волокну пускают луч света, который отражается от микроскопических газовых пузырьков. При нагреве свойства отраженного света меняются, и компьютер преобразует эти изменения в точные температурные показания. Устройство не боится радиации и электромагнитных полей, а его температурный диапазон в 3-4 раза шире, чем у аналогов. Помимо атомной энергетики, термометр можно применять в металлургии и химической промышленности. На изобретение уже получен патент.
Развитие атомной энергетики в России идет по пути создания замкнутого топливного цикла и снижения экологического следа. Наряду с пермскими разработками для повышения эффективности реакторов, научные институты «Росатома» добиваются прорывов в переработке ядерных отходов. Так, недавно была представлена первая в мире технология извлечения из них ценных металлов платиновой группы — рутения, родия и палладия. Это не только решает проблему утилизации опасных материалов, но и превращает их в источник стратегического сырья, повышая экономическую и технологическую безопасность всей отрасли.