Учёные Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали инновационный волоконно-оптический термометр с высокой радиационной стойкостью и способностью функционировать в экстремальных температурных условиях. Этот прибор предназначен для мониторинга теплового режима в активной зоне атомных реакторов, что значительно повышает надёжность и эффективность их эксплуатации.
В настоящее время термометрические датчики, используемые на атомных электростанциях, обладают рядом существенных недостатков. Термопары имеют ограниченный срок службы под воздействием ионизирующего излучения, резистивные датчики подвержены электромагнитным помехам, а оптические системы теряют точность при повреждении защитного покрытия. Эти факторы приводят к частым техническим остановкам реакторов для замены оборудования, что негативно сказывается на их эксплуатационной готовности и экономической эффективности.
Новая разработка пермских исследователей представляет собой прорыв в области термометрии для атомной энергетики. Прибор основан на уникальном принципе действия, заключающемся в использовании оптического волокна с микроскопическими газовыми включениями, заключённого в металлическую оболочку. В зависимости от материала покрытия (алюминий, медь, никель или их сплавы), термометр способен функционировать в широком диапазоне температур от -196 °C до +1000 °C, значительно превосходя возможности существующих аналогов, которые ограничены температурой до 400 °C.
Дополнительно, в измерительную схему интегрирован оптический усилитель, позволяющий использовать низкоэнергетические источники света и минимизирующий эффект самонагрева сенсора. Принцип работы прибора основан на пропускании светового излучения через оптическое волокно, которое отражается от микроскопических газовых пузырьков. Изменения в свойствах отражённого света при колебаниях температуры интерпретируются компьютером для получения точных значений температуры. Устройство обладает повышенной радиационной стойкостью, устойчивостью к электромагнитным воздействиям и расширенным температурным диапазоном, что делает его незаменимым для применения в экстремальных условиях.
Помимо атомной энергетики, данный термометр может найти широкое применение в металлургической и химической промышленности, значительно расширяя его функциональные возможности и области применения. Разработка уже прошла процесс патентования, что подтверждает её новизну и инновационность.
В контексте развития атомной энергетики в России, особое внимание уделяется созданию замкнутого топливного цикла и минимизации экологических последствий. Научные институты государственной корпорации «Росатом» достигли значительных успехов в переработке ядерных отходов, включая разработку новой технологии извлечения ценных металлов платиновой группы (рутений, родий, палладий). Это позволяет не только решать проблему утилизации опасных материалов, но и превращать их в стратегическое сырьё, что способствует повышению экономической и технологической безопасности отрасли, пишет источник.