Záchyty radioaktivity pomůže detekovat RaDron

Výsledky výzkumného projektu RaDron představují slibné rozšíření technologií pro zajištění radiační bezpečnosti. Pokročilý 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 naše malé senzory určit nejen přítomnost radiace, ale také směr, odkud záření přichází. To celé hledání násobně urychluje,” vysvětluje Jan Jakůbek, vědecký ředitel společnosti ADVACAM. 

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. Navíc jsme v rámci projektu prokázali, 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,“ představuje výhody nového řešení doc. Martin Saska, vedoucí skupiny Multirobotických systémů působící na katedře kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze. 

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 našich laboratoří,“ potvrzuje přínosy projektu Karel Prchal, vedoucí oddělení pro nakládání s radioaktivními odpady ÚJV Řež.

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 s.r.o a Fly4Future s.r.o zase připraví konkrétní aplikaci dronu s detektorem ionizujícího záření Timepix na míru pro koncového uživatele systému. Firma 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 

Více o projektu RaDron na videoukázce: www.youtube.com/radron