在为美国核管理委员会进行的一项研究中，PNNL 研究人员确保无人机缓慢飞行，同时保持离地面大约一英尺的高度，以进行准确的辐射测量。图片来源：太平洋西北国家实验室的 Graham Bourque

　　无人驾驶飞行器，更广为人知的名称是无人机，已经从一种古怪的高空飞行新奇事物迅速发展成为一种多才多艺的主力。

　　它们是搜索和救援、交通监控、天气监控甚至包裹运输的工具。

　　有一天，他们可能会与人类合作，加强调查任务，以检测低水平辐射——这些信息可能有助于核相关能源生产或研究不再需要的场所退役。

　　太平洋西北国家实验室 (PNNL) 的研究人员发现，无人机有可能进行退役放射学调查，但在批准这些设备用于退役目的之前，还需要进一步研究。PNNL 研究人员在最近发布的概念验证报告“用于退役的无人机”中详细介绍了他们为美国核管理委员会 (NRC) 提供的调查结果。

　　PNNL 的环境工程师兼研究作者阿莫雷特·邦恩 (Amoret Bunn) 说：“由于地形难以行走，无人机在人类无法安全进入的区域特别有用。” “无人机还可以调查人类无法到达的垂直表面，就像高层建筑的外部一样。”

　　研究员 Harish Reddy Gadey 以人类测量员的身份走测试路线，使用滚动手推车收集放射学数据，以便与连接在飞行无人机上的相同测量设备收集的数据进行比较。图片来源：太平洋西北国家实验室的 Graham Bourque

　　低而慢

　　退役调查是在前核电站和存在放射性物质的前建筑物或场址进行的，以证明该场址符合规定并且可以释放用于其他用途。

　　在评估无人机放射学检测的研究中，研究人员在华盛顿里奇兰 PNNL 校园的一块空地上进行了一项实验。该实验比较了携带放射测量设备的飞行无人机与固定在滚动推车上的相同测量设备的能力。选择手推车是因为它最能模仿人类收集的数据，以便与飞行的无人机进行比较。

　　这架无人机是由 UAV Systems International 制造的六螺旋桨 Aurelia X6，能够承载高达 11 磅的有效载荷。一名获得联邦航空管理局许可的飞行员操作了这架无人机。

　　电池平台下方和起落架上方的空间可容纳有效载荷并为精密仪器提供保护。该有效载荷包括一个数据记录器、一个辐射探测器和一个地理传感系统。它通过定制的 3D 打印外壳固定在无人机上。

　　飞行无人机及其滚动模仿器沿着相同的规定路径行驶，寻找研究人员在现场放置的相同放射性元素：钴 60 (Co-60)、铯 137 (Cs-137) 和镅的小样本-241(Am-241)。

　　在退役期间经常调查的放射源的小样本——钴 60 (Co-60)、铯 137 (Cs-137) 和镅 241 (Am-241)——被用胶带粘在 2 × 4 板上以创建一个无人机和手推车安装的放射探测器的测试轨道。该路径包括一个用于测量背景辐射的区域。图片来源：Andrea Starr，太平洋西北国家实验室

　　无人机和人力驱动装置都在离地表 1-3 英尺的高度执行。海拔高度被证明是飞行无人机收集放射学数据能力的重要因素。

　　PNNL 物理学家 Harish Reddy Gadey 说，还需要考虑风和天气变化等外部因素。

　　“在大多数退役地点，我们看到的辐射水平非常低，”研究作者加迪说，他还是一名博士后时在设计实验中发挥了关键作用。“我们需要尽可能靠近地面，尽可能慢地检测其中一些非常低水平的辐射。对于无人机来说，低空飞行并不常见。”

　　良好的潜力

　　无人机已经在辐射监测和全球核工业中发挥重要作用。配备放射检测系统的人员评估辐射以进行事件响应和清理。无人机用于绘制遗留铀矿场的污染地图，监测和检测辐射泄漏，对核设施进行目视检查，以及进行无监督的放射学测量。日本福岛第一核电站灾难发生后，无人机评估了受损反应堆的状况。

　　“NRC 的使命是保护公众健康和环境，”NRC 未来重点研究计划的无人机项目负责人斯蒂芬妮·布什-戈达德 (Stephanie Bush-Goddard) 说。“PNNL 的这项工作推进了这一使命，并使无人机技术在这些应用中的使用成为可能。”

　　该研究最后提出了全面改进无人机性能以及升级飞行无人机的建议，使其更适合退役放射学调查。该研究称，除其他事项外，“一旦完成额外的研究和仪器改进，NRC 可以在考虑航空安全的情况下提供关于在退役现场使用无人机 [drone] 的合规性指南。”

　　Gadey 说，最终，适用于调查的无人机可能会被编程为在一个地点远程执行任务，而无需持续驾驶。