Kiểm tra công nghiệp thường diễn ra khi độ chính xác và an toàn phải phối hợp với nhau. Trong thử nghiệm không{1}}phá hủy (NDT), chụp X quang bằng tia X và tia gamma cho phép thanh tra viên kiểm tra các mối hàn, đường ống, bình áp lực, vật đúc và các tài sản quan trọng khác mà không làm hỏng chúng.

Đồng thời, các ứng dụng này có thể khiến người lao động tiếp xúc với bức xạ ion hóa nếu công việc không được lên kế hoạch và kiểm soát cẩn thận. IAEA lưu ý rằng chụp X quang công nghiệp có thể liên quan đến các điều kiện làm việc khó khăn và các sự cố đã dẫn đến phơi nhiễm đáng kể cho người lao động.

AI, robot và các công nghệ giám sát bức xạ được kết nối hiện đang tạo ra những cách mới để quản lý rủi ro này. Thay vì chỉ dựa vào công nhân để thực hiện các phép đo và kiểm tra theo cách thủ công, các nhà khai thác công nghiệp ngày càng có thể kết hợp liều kế điện tử, máy dò bức xạ, robot tự động, máy ảnh và phân tích dữ liệu vào một hệ thống an toàn bức xạ được kết nối nhiều hơn.

Tại sao an toàn bức xạ vẫn là thách thức lớn trong kiểm tra công nghiệp

Chụp X quang công nghiệp có thể được thực hiện tại các nhà máy lọc dầu, đường ống, nhà máy đóng tàu, cơ sở chế tạo, nhà máy điện và công trường xây dựng. Những môi trường này có thể thay đổi nhanh chóng và các nhóm kiểm tra có thể cần phải làm việc xung quanh các công trình phức tạp, khu vực cấm tạm thời, thiết bị nặng và các điểm tiếp cận khó khăn.

Do đó, an toàn bức xạ không chỉ phụ thuộc vào việc có sẵn máy dò.

Một chương trình bảo vệ bức xạ thực tế có thể bao gồm:

Giám sát bức xạ cá nhân

Khảo sát bức xạ khu vực

Đo lường tỷ lệ liều lượng

Khu vực được kiểm soát và hạn chế

Báo động bức xạ

Thủ tục kiểm soát nguồn

Đào tạo công nhân

Hồ sơ phơi nhiễm

Thủ tục ứng phó khẩn cấp

Hướng dẫn của IAEA về chụp X quang công nghiệp nhấn mạnh tầm quan trọng của chương trình bảo vệ bức xạ và xác định rõ trách nhiệm của ban quản lý, cán bộ bảo vệ bức xạ, chuyên gia có trình độ và công nhân.

Công nghệ không thay thế được những nguyên tắc cơ bản này. Thay vào đó, AI và robot có thể tăng cường sức mạnh cho chúng bằng cách cung cấp thêm thông tin và giảm nhu cầu nhân sự đi vào các khu vực có khả năng nguy hiểm.

Liều kế điện tử cung cấp phản hồi thực-của nhân viên thời gian

Một trong những công nghệ thiết thực nhất trong an toàn bức xạ hiện đại là liều kế điện tử cá nhân.

Không giống như các hệ thống đo liều thụ động thường yêu cầu xử lý sau, liều kế cá nhân điện tử có thể cung cấp thông tin ngay lập tức về liều lượng và suất liều. Tùy thuộc vào kiểu máy, nó cũng có thể cung cấp cảnh báo bằng âm thanh, hình ảnh hoặc rung khi đạt đến ngưỡng xác định trước.

Điều này có thể đặc biệt có giá trị trong quá trình chụp X quang công nghiệp. Người vận hành có thể vào khu vực kiểm tra với mong muốn có một môi trường bức xạ nhất định, nhưng các điều kiện có thể thay đổi do vị trí nguồn, cấu hình che chắn, bố trí thiết bị hoặc các trường hợp bất ngờ.

Cảnh báo-theo thời gian thực sẽ đưa ra cảnh báo ngay lập tức cho nhân viên thay vì dựa hoàn toàn vào việc đánh giá phơi nhiễm tích lũy sau đó.

Tầm quan trọng của khả năng này đã được chứng minh bằng-sự cố thực tế.

Trong một sự kiện-được IAEA báo cáo liên quan đến chụp X-bằng tia X tại Sellafield, máy đo liều cá nhân điện tử đã chuyển sang trạng thái báo động khi các nhà chụp X quang đi vào khu vực có liều lượng cao bất ngờ. Các công nhân đã rút lui và cuộc điều tra đã xác định được những thiếu sót trong việc bố trí an toàn.

Robot có thể di chuyển khả năng phát hiện bức xạ ra khỏi con người

Đóng góp lớn nhất của robot cho an toàn bức xạ không chỉ đơn giản là tự động hóa. Đó là khoảng cách.

Khi cần thực hiện khảo sát bức xạ ở khu vực có khả năng nguy hiểm, việc cử một nền tảng robot thay vì con người có thể giảm mức phơi nhiễm không cần thiết.

Khái niệm này đã được khám phá trong các ứng dụng hạt nhân và phóng xạ. IAEA đã nhấn mạnh sử dụng robot như một cách để hạn chế sự tiếp xúc với bức xạ của các thanh tra viên và giảm bớt các công việc kiểm tra thủ công lặp đi lặp lại.

Robot di động được trang bị máy dò bức xạ thích hợp có khả năng đi vào khu vực, thu thập số đo, truyền dữ liệu và quay trở lại mà không yêu cầu người vận hành phải vào cùng một vị trí.

Tùy thuộc vào ứng dụng, nền tảng có thể mang:

Máy dò bức xạ gamma

máy dò tia X-

Máy dò neutron

Máy quang phổ bức xạ

liều kế

Máy ảnh HD

Camera nhiệt

Cảm biến LiDAR

Điều này tạo ra sự kết hợp quan trọng: đo bức xạ cộng với bối cảnh môi trường.

AI làm cho dữ liệu bức xạ trở nên hữu ích hơn

Thu thập các phép đo bức xạ chỉ là bước đầu tiên.

Một cơ sở công nghiệp hiện đại có thể tạo ra số lượng lớn dữ liệu cảm biến. Thách thức là biến những phép đo đó thành thông tin hữu ích.

AI có thể giúp phân tích các mẫu qua chỉ số bức xạ, dữ liệu vị trí, hình ảnh, trạng thái thiết bị và các phép đo lịch sử.

Ví dụ: một hệ thống giám sát thông minh có thể giúp xác định:

Tỷ lệ liều tăng bất ngờ

Những thay đổi trong mô hình bức xạ

Các địa điểm cần điều tra bổ sung

Các chỉ số bất thường lặp đi lặp lại

Mối tương quan giữa hoạt động của thiết bị và mức độ bức xạ. Điều này không có nghĩa là AI nên đưa ra quyết định bảo vệ bức xạ một cách độc lập. An toàn bức xạ vẫn phải tuân theo các quy định, thủ tục hiện hành, nhân viên có trình độ và đánh giá chuyên môn.

Giá trị của AI chủ yếu nằm ở việc giúp con người xử lý thông tin nhanh hơn và xác định các tình huống đáng được quan tâm.

Kiểm tra bằng robot có thể cải thiện khả năng tiếp cận các khu vực khó khăn

Các cơ sở công nghiệp thường có những không gian khó kiểm tra bằng tay.

Ví dụ bao gồm:

Khu vực xử lý hạn chế

Khu lưu trữ

Hành lang ống

Khu vực cơ sở hạt nhân

Bể công nghiệp lớn

Cấu trúc bị hư hỏng

Khu vực thiết bị từ xa

Robotics có thể cung cấp quyền truy cập mà không cần đặt ngay thanh tra viên vào cùng một môi trường. Nghiên cứu được trình bày thông qua IAEA đã khám phá các hệ thống robot được trang bị LiDAR, máy ảnh, máy đo liều bức xạ và máy đo quang phổ cho các ứng dụng kiểm tra. Các hệ thống như vậy có thể liên kết các phép đo bức xạ với thông tin không gian, tạo ra bản đồ chi tiết hơn về môi trường được kiểm tra.

Đây là một bước phát triển quan trọng vì việc biết rằng bức xạ tồn tại ở đâu đó sẽ ít hữu ích hơn so với việc biết chính xác nơi xuất hiện các chỉ số tăng cao.

Robot bốn chân đang mở rộng các lựa chọn

Rô-bốt có bánh xe và bánh xích truyền thống từ lâu đã được sử dụng để kiểm tra-khu vực nguy hiểm. Gần đây hơn, robot bốn chân đang tạo ra những khả năng bổ sung.

Một con chó robot có thể điều hướng cầu thang, bề mặt không bằng phẳng, lối đi công nghiệp và những khu vực mà bệ có bánh xe có thể gặp khó khăn trong việc duy trì khả năng di chuyển.

Với cấu hình tải trọng phù hợp, chó robot công nghiệp có thể kết hợp:

Giám sát bức xạ

Kiểm tra trực quan

Hình ảnh nhiệt

Ánh xạ LiDAR

Giao tiếp từ xa

Điều này làm cho robot không chỉ là một máy dò bức xạ trên bánh xe hoặc chân. Nó trở thành một nền tảng kiểm tra di động có khả năng thu thập nhiều loại thông tin trong một nhiệm vụ.

Tuy nhiên, khả năng chịu bức xạ phải được xem xét cẩn thận. Không phải mọi con chó robot thương mại đều được thiết kế để hoạt động trong môi trường{1}bức xạ cao. Các linh kiện điện tử có thể bị xuống cấp khi tiếp xúc với bức xạ, một thách thức cũng được ghi nhận trong nghiên cứu robot cho các ứng dụng hạt nhân.

AI và Robot hỗ trợ Nguyên tắc ALARA

Việc bảo vệ bức xạ thường được hướng dẫn theo nguyên tắc giữ mức phơi nhiễm ở mức thấp nhất có thể đạt được một cách hợp lý, hay ALARA.

Robotics có thể hỗ trợ nguyên tắc này bằng cách giảm lượng thời gian mà công nhân cần phải làm trong khu vực bức xạ và tăng khoảng cách giữa con người và các nguồn tiềm năng.

Công nghệ này có thể đặc biệt hữu ích cho các cuộc điều tra sơ bộ.

Thay vì cử một thanh tra viên trực tiếp đến một khu vực xa lạ, trước tiên, robot có thể thu thập thông tin hình ảnh và bức xạ. Sau đó, nhân viên có trình độ có thể sử dụng những kết quả đó để lập kế hoạch cho giai đoạn kiểm tra tiếp theo.

Điều này tạo ra một cách tiếp cận nhiều lớp về an toàn:

Đánh giá từ xa

Đo bức xạ

Phân tích dữ liệu

Đánh giá của con người

Kiểm tra có kiểm soát

Cách tiếp cận như vậy có thể có giá trị khi điều kiện làm việc không chắc chắn.

Giám sát bức xạ được kết nối là bước tiếp theo

Tương lai của an toàn bức xạ công nghiệp khó có thể phụ thuộc vào một thiết bị duy nhất.

Thay vào đó, các cơ sở đang hướng tới các hệ thống được kết nối trong đó liều kế cá nhân, thiết bị giám sát khu vực, robot di động, thiết bị kiểm tra và phần mềm tập trung hoạt động cùng nhau.

IAEA nhấn mạnh rằng việc giám sát bức xạ không chỉ bao gồm việc đo lường mà còn bao gồm việc diễn giải, điều tra và báo cáo để có thể đưa ra các hành động khắc phục.

Đó là nơi các công nghệ được kết nối có thể tạo ra sự khác biệt thực sự. Người quản lý an toàn bức xạ có thể xem thông tin về liều lượng của công nhân, số đo diện tích, dữ liệu kiểm tra robot và xu hướng lịch sử từ một môi trường giám sát.

Xem các giải pháp tùy chỉnh cho bạn tại

https://www.astralroutetech.com/radiation-dosemeter/

https://www.astralroutetech.com/robotic-dog/

Câu hỏi thường gặp

AI có thể cải thiện an toàn bức xạ như thế nào?

AI có thể giúp phân tích khối lượng lớn dữ liệu kiểm tra và bức xạ, xác định các mô hình bất thường, ưu tiên các khu vực cần điều tra và hỗ trợ các chuyên gia an toàn bức xạ-ra quyết định nhanh hơn.

Robot có thể thay thế nhân viên an toàn bức xạ?

Không. Robot là công cụ giúp giảm mức độ tiếp xúc và cải thiện việc thu thập thông tin. Các quyết định bảo vệ bức xạ vẫn yêu cầu nhân sự có trình độ, quy trình phù hợp và tuân thủ các quy định hiện hành.

Chó robot có thể phát hiện bức xạ không?

Chó robot có thể mang theo máy dò bức xạ hoặc máy quang phổ phù hợp nếu nền tảng hỗ trợ tải trọng cần thiết. Máy dò và robot phải được lựa chọn theo loại bức xạ, phạm vi đo, môi trường và yêu cầu nhiệm vụ.

Chó robot có phù hợp với-môi trường có bức xạ cao không?

Không nhất thiết phải như vậy. Chó robot thương mại tiêu chuẩn có thể không được thiết kế cho trường bức xạ cao. Hiệu ứng bức xạ trên thiết bị điện tử và các bộ phận khác phải được đánh giá trước khi triển khai.

Liều kế cá nhân điện tử có vai trò gì?

Liều kế cá nhân điện tử cung cấp cho nhân viên thông tin về-liều theo thời gian thực và tỷ lệ-liều, đồng thời có thể đưa ra cảnh báo khi vượt quá ngưỡng đã định cấu hình. Chúng vẫn là một phần quan trọng trong việc bảo vệ bức xạ trong nhiều ứng dụng công nghiệp. (Hạt nhân)

Phần kết luận

AI và robot đang thay đổi an toàn bức xạ bằng cách làm cho hoạt động kiểm tra công nghiệp được kết nối, đo lường được và ngày càng từ xa hơn.

Liều kế điện tử có thể cung cấp thông tin ngay lập tức cho người lao động. Máy dò bức xạ di động có thể khảo sát các khu vực mà không yêu cầu nhân viên phải vào ngay lập tức. AI có thể giúp diễn giải lượng lớn dữ liệu giám sát, trong khi nền tảng robot có thể kết hợp các phép đo bức xạ với thông tin hình ảnh và không gian.

Mục tiêu không phải là thay thế các chương trình bảo vệ bức xạ đã được thiết lập. Đó là để tăng cường chúng.

Đối với các nhà thầu NDT, công ty năng lượng, cơ sở hạt nhân và các tổ chức khác làm việc với bức xạ, sự kết hợp giữa-giám sát bức xạ theo thời gian thực, phân tích AI và kiểm tra bằng robot mang lại một lộ trình thực tế nhằm giảm phơi nhiễm không cần thiết đồng thời cải thiện hiệu quả kiểm tra.

Khi công nghệ cảm biến và robot công nghiệp tiếp tục phát triển, an toàn bức xạ có thể sẽ ngày càng được tích hợp với hệ sinh thái kiểm tra kỹ thuật số rộng lớn hơn.

Nhóm kiểm tra công nghiệp trong tương lai có thể không chỉ bao gồm các chuyên gia chụp X quang và nhân viên an toàn{0}}mà còn có thể bao gồm các máy thông minh có thể đi trước, đo lường môi trường và cung cấp thông tin mà mọi người cần trước khi vào các khu vực có khả năng nguy hiểm.