Сенсоры для новых ядерных реакторов: прорыв от Университета Мэна

Разработчики из Университета Мэна создали инновационные микроэлектронные сенсоры, способные выдерживать экстремальные условия работы в перспективных ядерных реакторах нового поколения. Эти устройства отличаются высокой устойчивостью как к интенсивным радиационным уровням, так и к температурам, достигающим 500–1000 градусов Цельсия.

Существующие коммерческие датчики не способны функционировать в таких условиях, что создает препятствие для внедрения передовых ядерных технологий. Новая разработка, основанная на нанотехнологиях, не только выживает в агрессивной среде, но и передает оперативные данные в режиме реального времени. Это позволит инженерам быстрее выявлять технические проблемы, повысить безопасность и сократить расходы на техническое обслуживание.

«Это первая демонстрация микрочиповой технологии, способной измерять мощность реактора при температуре до 800 градусов Цельсия», — отметил Маурисио Перейра да Кунья, ведущий инженер проекта. По его словам, существует высокий спрос на такие датчики, поскольку многие перспективные реакторы работают именно при таких температурах. Высокотемпературные реакторы, включая микрореакторные технологии, обладают повышенной тепловой эффективностью, что позволяет получать больше энергии из того же количества топлива.

Разработка, усовершенствованная инженерами Университета Мэна за почти два десятилетия, призвана закрыть критически важный пробел в системах инструментации для нового поколения ядерных реакторов. Исследователи уже провели успешные испытания, доказав работоспособность сенсоров при высоких температурах и уровнях радиации. Команда планирует дальнейшую доработку технологии для повышения ее устойчивости к еще более высоким уровням мощности и длительным периодам эксплуатации.

Кроме того, ведется работа над приданием датчикам возможности беспроводной передачи данных, с питанием и управлением исключительно от сигнала беспроводного опроса. Это минимизирует необходимость установки дополнительных кабелей и источников питания внутри реакторной зоны.

Университет Мэна, благодаря сотрудничеству с Национальной лабораторией Айдахо и испытаниям в Исследовательской лаборатории ядерных исследований Университета штата Огайо, становится ключевым игроком в этой области. Потенциальные применения технологии включают микрореакторы, а также обеспечение энергией центров высокопроизводительных вычислений и систем хранения данных.

Долгосрочная цель исследователей — создание специализированной лаборатории, посвященной разработке сенсоров и материалов для микрореакторных и перспективных реакторных применений. Успешное внедрение этих датчиков поможет преодолеть технологические барьеры, сдерживающие развертывание новых ядерных реакторов, и будет способствовать удовлетворению растущих энергетических потребностей страны.