08:56 17 Ottobre 2018
Reattore nucleare

Scienziati russi inventano “fibra ottica anti-incidente”

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Gli scienziati dell’Università Nazionale di Scienza e Tecnologia MISI hanno proposto una tecnologia per la creazione di sensori ad alta precisione sulla base di fibra ottica legata per la prevenzione di incidenti nell’industria nucleare, spaziale ed estrattiva.

"Il team internazionale di scienziati sotto la direzione del docente di elettronica e fisica del MISI, Aleksandr Kiryanov, in cooperazione col centro di ricerche ottiche messicano di Leon e l'istituto di ceramiche e vetri indiano di Calcutta, ha sviluppato una tecnologia per la creazione di sensori autonomi ad alta precisione basati su fibre ottiche" ha dichiarato il rettore del MISI, Alevtina Chernikova.

La fibra ottica creata viene legata a metalli rari e di transizione: erbio, olmo, bismuto e nanoparticelle d'argento e silicio. La composizione e il rapporto dei leganti (additivi chimici) nella fibra a base di quarzo sono originali e offrono proprietà uniche nelle fibre ottenute. I risultati della ricerca sono pubblicati nella rivista Laser Physics Letters.

L'alta sensibilità delle fibre ottenute ai cambiamenti di temperatura, di pressione, di composizione chimica e alle radiazioni e la loro resistenza agli agenti aggressivi e alle interferenze elettromagnetiche consente di condurre un monitoraggio ad alta precisione su larga scala di strutture come tubazioni, pozzi, centrali nucleari e ponti.

La lunghezza specifica della fibra ottica consente di misurare oggetti di grandi dimensioni, nell'ordine di centinaia di metri. In orbita, i sensori basati sulle fibre ottenute potrebbero misurare le radiazioni nel veicolo spaziale e le imperfezioni della sua superficie.

I sensori ad alta precisione inoltre possono rilevare con efficienza radiazioni di vari tipi, temperature estremamente alte (fino a 1700°), sostanze chimiche e campi elettromagnetici. La fibra può anche permettere delle misurazioni a grandi distanze, ad esempio nel monitoraggio di profondi pozzi petroliferi, miniere, cave, tubazioni e sistemi delle centrali nucleari. Grazie a queste uniche caratteristiche questi dispositivi possono essere usati nell'industria geotecnica, aerospaziale, petrolifera, e nel settore energetico compreso il nucleare.

La fibra sensore può essere organizzata o in dispositivi "singoli" o in una serie di dispositivi "in estensione", o "lungo sensore" in grado di raccogliere informazioni sui parametri rilevati a grandi distanze. Nel primo caso gli elementi sensori possono essere registrati in fibra di Bragg (filtri spettrali-selettivi). I loro parametri, ossia la riflessione e la trasmissione degli spettri, sono fortemente dipendenti dalle condizioni ambientali, pressione, temperatura, etc, e quindi servono come base del rilevamento.

In formato "lungo del sensore" l'elemento sensibile è l'intera lunghezza della fibra utilizzata. Può essere operato in modalità "passiva" (in questo caso registra i cambiamenti negli spettri di assorbimento e di trasmissione della fibra), o in "attivo", quando esso diventa un componente del laser (in questo caso registra la variante di frequenza, lo spettro ottico o la modalità di generazione del laser).

Il direttore del progetto Aleksandr Kiryanov ha dichiarato che "Tali fibre possono diventare una soluzione affidabile quando si lavora in ambienti aggressivi, quando il dispositivo sulla loro base si trova in condizioni estreme: per esempio nel termo-monitoraggio dei pozzi di petrolio o nella rilevazione di radiazioni nelle centrali nucleari".

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Tecnologia, tecnologia, tecnologia, Russia
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