Um sistema de sensor de internet de radiação (IoRSS) para detectar fontes radioativas fora do controle regulatório

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 7195 (2022) Citar este artigo

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Uma fonte radioativa que não está sob controle regulatório, seja porque nunca esteve sob controle regulatório ou porque foi abandonada, perdida, extraviada, roubada ou transferida sem a devida autorização, é considerada uma fonte órfã. Fontes órfãs são geralmente reunidas como sucata por causa de seus pesados ​​recipientes metálicos. A fusão de uma fonte órfã com sucata produz metal reciclado contaminado e resíduos; as consequências serão extremamente graves para os seres humanos e para o meio ambiente, afetando a economia e a estabilidade social. Neste artigo, propomos e desenvolvemos um Sistema de Sensor de Internet de Radiação (IoRSS) para detectar fontes radioativas fora do controle regulatório em instalações de produção e reciclagem de sucata metálica. É um sistema IoT completo que consiste em uma rede de dispositivos radiométricos conectados sem fio que otimiza a detecção, localização e identificação de fontes radioativas, integrando dados de vários detectores de radiação portáteis. O sistema IoRSS proposto cria uma arquitetura de rede robusta e flexível, juntamente com algoritmos avançados de fusão de dados que combinam informações de vários detectores. O sistema IoRSS fornece recursos avançados de pesquisa e monitoramento em uma grande área de cobertura e em ambientes operacionais difíceis.

A segurança das fontes de radiação, em particular, e a segurança da energia nuclear, em geral, são atualmente as principais preocupações da comunidade internacional1. Nos últimos anos, as tecnologias de radiação e nuclear foram implantadas de forma rápida e ampla em vários setores industriais e econômicos e na sociedade, o que trouxe vários benefícios práticos. No entanto, o gerenciamento, transporte, armazenamento e uso de fontes de radiação são complicados por muitos desafios. De fato, muitas fontes de radiação foram perdidas, resultando em impactos significativos na estabilidade econômica e social2. Uma fonte radioativa que não está sob controle regulatório, seja porque nunca esteve sob controle regulatório ou porque foi abandonada, perdida, extraviada, roubada ou transferida sem a devida autorização, é chamada de fonte órfã3. Fontes órfãs têm levado a acidentes com consequências graves, até mesmo fatais, em decorrência da exposição de indivíduos à radiação4.

A fusão de uma fonte órfã com sucata ou sua ruptura, quando misturada com sucata, também resultou em metal reciclado e resíduos contaminados4. Se isso acontecer, operações de limpeza caras podem ser necessárias. Se o material contaminado não for detectado na instalação de reciclagem e produção de metais, os trabalhadores podem ser expostos à radiação e os radionuclídeos podem ser incorporados a vários produtos acabados e resíduos, o que, por sua vez, pode levar à exposição dos usuários desses produtos. A preocupação com os acidentes envolvendo fontes órfãs, inclusive os ocorridos nas indústrias de reciclagem e produção de metais, levou ao estabelecimento de um Código de Conduta sobre Segurança e Proteção de Fontes Radioativas (Code of Conduct)5. Na seção de princípios gerais do Código, também se afirma que cada país deve dispor de sistemas técnicos para responder rapidamente com o objetivo de controlar as fontes radioativas roubadas e abandonadas e eliminar ou minimizar suas consequências. No entanto, permanece a possibilidade de fontes órfãs estarem presentes na sucata6. Fontes radioativas perdidas são geralmente fontes seladas, feitas de hastes e pellets de metal, e seus recipientes também são de metal. Portanto, quando a fonte radioativa é perdida, geralmente ela é vendida a um catador de sucata de aço para reciclagem2,6,7,8. Esta é a razão pela qual todos os países estão muito interessados ​​em controlar fontes radioativas em instalações de reciclagem de sucata. A IAEA tem diretrizes técnicas para lidar com isso em seu documento1 "Controle de Fontes Órfãs e Outros Materiais Radioativos nas Indústrias de Reciclagem e Produção de Metal" (Guia Específico de Segurança, No. SSG-17, Viena, 2012). Materiais radioativos e nucleares podem constituir uma ameaça à saúde pública e à segurança nacional na forma de ameaças de terrorismo, fontes órfãs, acidentes nucleares ou contaminação radioativa9. Como os detectores de radiação instalados nos principais portos de entrada são um componente-chave da estratégia geral para proteger os países do terrorismo nuclear10. No Vietnã, também existem regulamentos com a responsabilidade de detectar fontes radioativas fora do controle regulatório para reciclagem de sucata e instalações de produção7.