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自供电传感器监测核燃料棒状态

发布时间:2019-06-16 18:25 来源:未知 编辑:admin

  2011年发生的日本福岛第一核电站灾难 - 由于该国有史以来最严重的地震和它引发的强大海啸波 - 导致需要一种监测核燃料棒状态的方法。依靠电力。

  在灾难期间,与核反应堆的电力连接失败并使备用发电机,冷却剂泵和传感器系统无法使用。核电厂的运营商无法监控反应堆中的燃料棒和储存池中的乏燃料。

  为了解决这个问题,宾夕法尼亚州立大学的研究人员与爱达荷州国家实验室合作,创造了一种自供电传感器,能够利用核反应堆恶劣的操作环境产生的热量,无需电子网络即可传输​​数据。该团队将于2012年10月22日至26日在密苏里州堪萨斯城举行的美国声学学会即将召开的第164次会议上展示他们的研究成果。

  “热声学利用了热量和声波之间的相互作用,”宾夕法尼亚州立大学研究生声学研究生Randall A. Ali解释道。“热声传感器可以在没有移动部件的情况下运行,并且如果可以获得热源,例如核反应堆中的燃料,则不需要外部电源。”

  热声发动机可以由封闭的圆柱形管 - 甚至是燃料棒 - 和称为“堆叠”的被动结构制成。

  “我们使用由陶瓷材料制成的堆叠,这些陶瓷材料具有规则的平行孔隙阵列,这些孔隙被制造为许多汽车排气系统中的催化转换器的基板。这些堆叠有助于将热量传递到谐振器中的气体,并且热量转换为当堆栈上有温差时发出声音,“阿里详细阐述道。

  当热声发动机运转时,声​​学驱动的流动气体射流使热流体从热源(核燃料)循环,并沿着发动机的壁循环进入周围的冷却液。

  宾夕法尼亚州立大学和爱达荷州国家实验室也正在研究使用热声声音监测核燃料的微观结构变化,测量气体混合物成分,并在紧急情况下充当故障保护装置。

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