虽然乏核燃料不再维持可发电的核链式反应,但它仍然含有可用于武器的核材料。这就是为什么乏燃料核查成为原子能机构核保障工作的一个核心组成部分。
乏燃料通常贮存在水下以进行冷却。核查水下乏核燃料可能是一个棘手而漫长的过程。它要求原子能机构视察员从乏核燃料池上方拍摄单个乏燃料组件图片,每次有数百个组件。这一过程被确定为机器人技术有可能发挥有益作用的领域,因此2017年,原子能机构发起了一项挑战活动,采用众包方式寻求使乏燃料核查更加有效和高效的创意和解决方案。
在对世界各地核设施进行视察活动时,核保障视察员经常使用称为改进型切伦科夫观察装置的小型手持式光学仪器。改进型切伦科夫观察装置用于证实贮存于水下的乏核燃料的存在情况。乏核燃料在从反应堆堆芯卸出后,通常放置于水下进行冷却。视察员的任务是核实所贮存的燃料数量是否与国家当局申报的数量相符,并且没有燃料被移出和可能从和平利用中转用。
目前,保障视察员需要将改进型切伦科夫观察装置悬挂在乏燃料池上方的龙门架上,通过镜头手动观察各个燃料组件。就机器人技术挑战赛而言,原子能机构的目的是寻求一些设计,这些设计能够将新开发的、可提供数字记录的下一代切伦科夫观察装置安装在一个小型机器人浮动平台内,该平台能够自动地推动自身穿过乏燃料池表面。通过将下一代切伦科夫观察装置稳定在垂直位置,这个“水面无人艇”可以在更短的时间范围内提供更清晰的图像。
能够为核不扩散努力以及原子能机构的重要核查工作做出贡献非常令人激动。