Ein Roboter (oder wahrscheinlicher ein ferngesteuertes Fahrzeug) versuchte, den Kern eines der Fukushima-Reaktoren zu erkunden, und entdeckte eine extrem hohe Strahlung (530 Sievert/Stunde).
http://www.japantimes.co.jp/news/2017/02/03/national/fukushima-radiation-level-highest-since-march-11/#.WMi2AvnythE
Ich habe auf Slashdot eine noch höhere Schätzung gesehen, basierend auf der Rate, mit der die Elektronik durchgebrannt ist ~ 600 Sievert.
Ich würde gerne wissen, wie sich die Strahlung verteilt. Ich gehe davon aus, dass ein Reaktor im Normalbetrieb viel Neutronenfluss hat, aber nach der Kernschmelze ist das geringer. Gibt es Daten oder jemanden, der eine vernünftige Verteilung für Gamma, Röntgen, Alpha, Beta, Neutron usw. geben kann?
Ich frage, weil ich überlegt habe, was nötig wäre, um einen abgeschirmten Roboter zu bauen, der solche Bedingungen überstehen könnte, also zögern Sie nicht, darüber als Teil der Antwort zu spekulieren. Wenn die gesamte Elektronik in einer kleinen Box untergebracht werden könnte, könnte sie versiegelt werden. Ein Roboter könnte ohne Abschirmung ohne Festkörperelektronik konstruiert werden.
Ich weiß, dass Blei gut ist, weil es dicht ist. Wolfram ist dichter, ist es besser? Beryllium wird verwendet, um Neutronen zu reflektieren, ist das von Nutzen? Ich weiß, dass verschiedene Materialien zum Einfangen von Neutronen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten übereinstimmen. Was wäre die bestmögliche Abschirmung für eine CPU, um in höllische Bedingungen wie Fukushima zu geraten?
Ich habe eine Liste der Spaltprodukte und ihrer radioaktiven Leistung gefunden. Es ist nicht vollständig, aber es ist indikativ. Sie können mit 7MeV Gammastrahlung rechnen, wenn ein U-235-Atom durch ein Neutron gespalten wird. Es gibt Neutronen, aber ich habe noch keine Energieverteilung.
Beginnend mit der Annahme, dass die CPU (sagen wir ein Raspberry Pi) und die Kamera abgeschirmt werden müssen oder sie sofort sterben. Gleiches gilt für die Motorsteuerungen. Alles außerhalb kann nur einfaches Kupfer sein. Auch das kann ein Problem haben, zum Beispiel Isolierung, aber es sollte viel länger überleben.
Ich habe die Intensitätsfunktion für Photonenstrahlung gefunden, das ist also nur ein Exponentengesetz. Die Konstante im Exponenten ist proportional zur Dicke des Materials, der Dichte usw.
Für Neutronen ist es viel komplizierter, und ich habe keine Massengleichung für Neutronen, die durchkommen. Mein Plan war, eine Außenhülle aus Beryllium oder Beryllium-Aluminium zuzulassen, wenn diese eine Klasse von Neutronen signifikant widerspiegelt. Dann Bor, um Neutronen in einem Energieband zu absorbieren (wenn es der Energie von irgendwelchen entspricht, die in der Umwelt üblich sind). Dann eventuell Wasser, wenn das nötig ist. Die Wasserschicht könnte nützlich sein, um Wärme aus dem inneren Schild zu konvektieren.
Weil das Ding dann Strom braucht, dachte ich an Blei-Säure- oder Blei-Gel-Akkus als Kombinationsmasse und Abschirmung.
Schließlich im Inneren Cd 113, um alle thermischen Neutronen abzufangen, die es durchdringen. Dies ist die letzte Schicht, die speziell Neutronen einfängt, und die Idee ist, die entstehende Beta- oder Gammastrahlung außerhalb der letzten Schicht zu halten, damit sie vom inneren Schild absorbiert werden kann. Die innerste Abschirmung ist Wolfram oder, da Wolfram so schwer zu bearbeiten ist, möglicherweise eine Wolframfüllung in einer Bleimatrix.
Ich halte es zumindest für möglich, dass Neutronen durch ein Loch in der Abschirmung reflektiert werden, sodass die Glasfasern und Drähte, die das Gehäuse verlassen, durch Biegungen gehen müssen, die dazu bestimmt sind, jegliche Strahlung zu absorbieren.
Meine Frage hier ist, ob Beryllium und Bor überhaupt helfen. Beryllium wird in Bomben verwendet, aber das könnte ein sehr spezifisches Energieniveau sein. Bor ist ein Neutronenabsorber, aber ich bin mir nicht sicher, ob die Neutronen in der Umgebung zu seinen Absorptionsspektren passen. Wenn sie überhaupt funktionieren, sind sie zumindest leicht, und das ist außen, wo die größte Oberfläche ist, eine große Sache.
Sie können die Elektronik mit 6 Zoll Bleibox abschirmen (und den Motor, die Achsen und Räder aufrüsten, um das Gewicht zu bewältigen!), Aber Sie können die Kameraröhre selbst nicht abschirmen, alle Arten von Kameraröhren werden durch nukleare Strahlung beeinträchtigt. Die einzige Möglichkeit wäre eine komplizierte Anordnung großer Bleiklumpen und Spiegel, so dass das Licht im Zickzack durch Tunnel zur Röhre gelenkt werden kann, aber die Kernstrahlung folgt nicht dem gleichen Weg, da sie sich im Grunde in geraden Linien bewegt und ist nicht von einem Spiegel reflektiert.
Beachten Sie, dass thermionische Röhren (Ventile) in einigen Umgebungen mit hoher Strahlung nützlicher sein können als Halbleiter, aber ich empfehle nicht, einen Röhrenmikroprozessor zu bauen, da es wahrscheinlich nicht mehr genug EF50 auf der Welt gibt.
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen
Dov