一种海洋辐射与核素扩散监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无人机与无人船的海洋辐射与核素扩散监测系统及监测方法，所述监测系统包括无人机探测子系统、无人船探测子系统和控制中心子系统，所述无人机探测子系统与无人船探测子系统分别与控制中心子系统通讯连接，所述无人机探测子系统用于探测大气中的放射性核素信息数据，所述无人船探测子系统用于收集气象数据和探测放射性核素信息数据。本发明专利技术通过收集附近海域气象信息和核素扩散信息，在事故工况下，通过人工智能系统得到实时扩散数据，经过处理后传输至远程终端。本发明专利技术的监测系统及方法在正常运行时能够对附近海域环境进行监测，在核电站发生事故时能够迅速得到核心数据，从而采取更快速的应对措施，保证核电站的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋辐射与核素扩散监测系统及方法
本专利技术属于核探测和电子机械设备领域，具体涉及一种海洋辐射与核素扩散监测系统及方法。
技术介绍
核电作为一种清洁能源，具有极大的开发和利用潜力。而核电安全作为核电厂安全运行，以及周边环境不受破坏的保障，都是优先考虑的，而出于冷却用水的需要，核电站一般都建立在沿海地区。海洋面积占地球的71％，是人类生产生活的重要舞台，一旦海洋遭受污染，鱼类资源，能源资源的使用都会收到严重影响。因此，伴随着核电事业的发展，对于放射性核素的大气扩散的研究从未停止。福岛核电站发生严重核事故，安全壳破损导致大量放射性污染物泄漏到大气环境中，随着风向其他区域散播开来。更为严重的是，福岛核电站地处沿海，放射性物质大量流入海洋，势必会造成无法挽回的后果。事故引发的严重后果，如果处置不当，对环境造成的严重破坏，对各行各业造成的经济损失，是人类无法承受的。出于公共安全考虑，气载放射性污染物的沉降一直受到人们的关注，核泄漏事故的应急及决策的需要，使得各国的研究者对气载放射性核素的扩散和沉降进行了大量的研究，极大的推动了这一方面的进步。我国的核电外围辐射环境监督监测实行双轨制，核电站和环保部门同时开展监测工作。核电站自行监测数据会与环保部门的监测数据进行比对，确保数据的准确有效。核电站周围16个方位都设有自动监测哨，每5秒监测一次数据，每5分钟向环保部门传输一次，全天24小时实时监测γ剂量率，或有人工采取实时采集数据，实时分析。核电厂正常运行时连续获得全天候的数据既浪费财力与人力且收据的数据范围有限，而人工实时采集数据在核电厂事故工况下受到了一定的限制。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，研究出一种基于无人机与无人船的海洋辐射与核素扩散监测系统及监测方法，该监测系统包括无人机探测子系统、无人船探测子系统和控制中心子系统，无人机探测子系统与无人船探测子系统分别与控制中心子系统通讯连接，无人机探测子系统用于探测大气中的放射性核素信息数据，无人船探测子系统用于收集气象数据和探测放射性核素信息数据。本专利技术通过收集附近海域气象信息和核素扩散信息，在事故工况下，通过人工智能系统得到实时扩散数据，经过处理后传输至远程终端。本专利技术的监测系统及方法在正常运行时能够对附近海域环境进行监测，在核电站发生事故时能够迅速得到核心数据，从而采取更快速的应对措施，保证核电站的安全，从而完成本专利技术。本专利技术的目的一方面在于提供一种基于无人机与无人船的海洋辐射与核素扩散监测系统，所述监测系统包括无人机探测子系统、无人船探测子系统和控制中心子系统，所述无人机探测子系统与无人船探测子系统分别与控制中心子系统通讯连接，所述无人机探测子系统用于探测大气中的放射性核素信息数据，所述无人船探测子系统用于收集气象数据和探测放射性核素信息数据。所述无人机探测子系统包括无人机、电子地图模块I、无人机无线电收发装置和新型辐射探测装置I，所述电子地图模块I和无人机无线电收发装置搭载在无人机上。所述无人船探测子系统包括无人船、气象站模块、电子地图模块II、无人船无线电收发装置和新型辐射探测装置II，所述电子地图模块II和无人船无线电收发装置搭载在无人船上。所述无人机与新型辐射探测装置I连接，所述无人船与新型辐射探测装置II连接，所述新型辐射探测装置I和新型辐射探测装置II包括闪光体探测器，优选地，所述闪光体探测器为碘化钠NaI(Tl)闪烁体探测器。所述控制中心子系统包括控制中心无线收发模块、主控模块、人工智能系统和收发舱，所述控制中心无线收发模块、收发舱分别与主控模块连接。所述人工智能系统内设有大气扩散模型，用于分析不同大气条件对放射性核素的扩散影响程度，所述大气扩散模型包括大气扩散计算软件，优选地，所述大气扩散计算软件为事故工况下放射性核素在海洋大气中的自编扩算计算软件ADCSNA。所述控制中心收发模块与无人机无线收发模块通过无线通信方式连接，所述控制中心收发模块与无人船无线收发模块通过无线通信方式连接。所述监测系统还包括卫星子系统，所述卫星子系统用于实现对无人机与无人船的精准定位与导航，所述卫星子系统与控制中心子系统无线通讯连接，所述卫星子系统包括北斗导航卫星模块和高分七号卫星模块，所述高分七号卫星模块与电子地图模块I和电子地图模块II无线通讯连接。所述监测系统包括大数据处理子系统，所述大数据处理子系统与控制中心子系统无线通讯连接，所述大数据处理子系统用于对控制中心子系统所述大数据处理系统通过无线通讯模块与远程终端通信，优选地，所述无线通讯模块为5G网络模块。本专利技术还提供一种基于无人机与无人船的海洋辐射和核素扩散监测方法，所述方法采用本专利技术第一方面所述的监测系统实现，所述方法包括：无人机探测子系统和无人船探测子系统收集附近海域信息和放射性核素信息，并将信息数据传输至控制中心子系统；控制中心子系统对所述信息数据进行分析；任选地，所述方法还包括：在事故工况下，人工智能系统调用大气扩散模型，对所述信息数据进行处理得到实时扩散数据，所述大数据处理子系统将所述实时扩散数据进行处理，并传输至远程终端。本专利技术所具有的有益效果为：(1)本专利技术的监测系统通过无人机和无人船同时检测大气和海洋中的放射性核素，扩大了监测范围，提高了监测效率；(2)本专利技术得监测系统在核电站正常工况下，通过无人机和无人船收集附近海域气象信息和核素扩散信息，对附近海域环境监测提供参考，在事故工况时，通过实时监控，能够更快速的采用应对措施，保证核电站的安全；(3)本专利技术的监测系统采用北斗导航卫星模块和高分七号卫星模块协同对无人机和无人船进行精准定位和导航，并能够实现实时监控，从而使获得的气象数据和核素信息数据更加准确；(4)本专利技术的监测系统在事故工况下，人工智能系统内的自编扩散计算软件对不同大气条件对放射性核素扩散的影响程度进行分析，并将结果可视化传输至远程终端，实现实时监控，便于采取应对措施。附图说明图1示出本专利技术一种优选实施方式的基于无人机与无人船的海洋辐射和核素扩散监测系统的结构示意图；图2示出本专利技术一种优选实施方式的放射性核素在大气中的扩散过程示意图。具体实施方式下面通过附图和优选实施方式对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。根据本专利技术，提供一种基于无人机与无人船的海洋辐射与核素扩散监测系统，该监测系统包括无人机探测子系统，无人船探测子系统和控制中心子系统。根据本专利技术，无人机探测子系统与无人船探测子系统分别与控制中心子系统通讯连接，无人机探测子系统用于探测大气中的放射性核素信息数据，并将数据发送至控制中心子系统；所述无人船探测子系统用于收集气象数据和探测放射性核素信息数据，并将数据发送至控制中心子系统。根据本专利技术，无人机探测子系统包括无人机、电子地图模块I、无人机无线电收发装置和新型辐射探测装置I，其中，电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机与无人船的海洋辐射与核素扩散监测系统，其特征在于，所述监测系统包括无人机探测子系统、无人船探测子系统和控制中心子系统，所述无人机探测子系统与无人船探测子系统分别与控制中心子系统通讯连接，/n所述无人机探测子系统用于探测大气中的放射性核素信息数据，所述无人船探测子系统用于收集气象数据和探测放射性核素信息数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机与无人船的海洋辐射与核素扩散监测系统，其特征在于，所述监测系统包括无人机探测子系统、无人船探测子系统和控制中心子系统，所述无人机探测子系统与无人船探测子系统分别与控制中心子系统通讯连接，
所述无人机探测子系统用于探测大气中的放射性核素信息数据，所述无人船探测子系统用于收集气象数据和探测放射性核素信息数据。


2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述无人机探测子系统包括无人机、电子地图模块I、无人机无线电收发装置和新型辐射探测装置I，所述电子地图模块I和无人机无线电收发装置均搭载在无人机上。


3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述无人船探测子系统包括无人船、气象站模块、电子地图模块II、无人船无线电收发装置和新型辐射探测装置II，所述电子地图模块II和无人船无线电收发装置搭载在无人船上。


4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，
所述无人机与新型辐射探测装置I连接，所述无人船与新型辐射探测装置II连接，
所述新型辐射探测装置I和新型辐射探测装置II包括闪烁体探测器，优选地，所述闪光体探测器为碘化钠NaI(Tl)闪烁体探测器。


5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述控制中心子系统包括控制中心无线收发模块、主控模块、人工智能系统和收发舱，所述控制中心无线收发模块、收发舱分别与主控模块连接。


6.根据权利要求4所述的监测系统，其特征在于，所述人工智能系统内设有大气扩散模型，用于分析不同大气条件对放射性核素的扩散影响程度，所述大气扩散模...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，漆天，陈娟，蒋屹，李子超，许鹏，
申请(专利权)人：东南大学，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32