Un robot (o más probablemente un vehículo operado remotamente) estaba tratando de explorar alrededor del núcleo de uno de los reactores de Fukushima y detectó una radiación extremadamente alta (530 Sievert/hora).
http://www.japantimes.co.jp/news/2017/02/03/national/fukushima-radiation-level-highest-since-march-11/#.WMi2AvnythE
Vi una estimación aún más alta en Slashdot basada en la velocidad a la que se quemó la electrónica ~ 600 Sievert.
Me gustaría saber la distribución de la radiación. Supongo que en funcionamiento normal, un reactor tiene mucho flujo de neutrones, pero después de la fusión, eso es menor. ¿Hay algún dato, o alguien que pueda dar una distribución razonable para gamma, rayos X, alfa, beta, neutrones, etc.?
Lo pregunto porque estaba considerando lo que se necesitaría para crear un robot blindado que pudiera sobrevivir en tales condiciones, así que siéntete libre de especular sobre eso como parte de la respuesta. Si todos los componentes electrónicos pudieran colocarse en una caja pequeña, podría sellarse. Se podría diseñar un robot sin componentes electrónicos de estado sólido fuera del blindaje.
Sé que el plomo es bueno porque es denso. El tungsteno es más denso, ¿es mejor? El berilio se usa para reflejar neutrones, ¿eso sirve para algo? Sé que diferentes materiales combinan diferentes velocidades de neutrones para la captura. ¿Cuál sería el mejor blindaje posible para que una CPU entre en condiciones infernales como Fukushima?
Encontré una lista de los productos de fisión y su emisión radiactiva. No está completo, pero es orientativo. Puede contar con una radiación gamma de 7 MeV cuando un neutrón divide un átomo de U-235. Hay neutrones pero aún no tengo una distribución de energía.
Comenzando con la suposición de que la CPU (digamos una Raspberry Pi) y la cámara deben estar protegidas o morirán instantáneamente. Lo mismo para los controladores de motor. Cualquier cosa exterior solo puede ser cobre simple. Incluso eso puede tener un problema, por ejemplo el aislamiento, pero debería sobrevivir mucho más tiempo.
Encontré la función de intensidad para la radiación de fotones, por lo que es solo una ley exponencial. la constante en el exponente es proporcional al espesor del material, la densidad, etc.
Para los neutrones es mucho más complicado, y no tengo una ecuación general para los neutrones que pasan. Mi plan era permitir una capa exterior de berilio o berilio-aluminio si eso refleja significativamente una clase de neutrones. Luego, Boro para absorber neutrones en alguna banda de energía (si coincide con la energía de cualquiera que sea común en el medio ambiente). Entonces posiblemente agua si eso es necesario. La capa de agua podría ser útil para sacar el calor del escudo interior por convección.
Luego, debido a que la cosa necesita energía, estaba pensando en usar baterías de plomo ácido o de gel de plomo como combinación de masa y protección.
Finalmente, en el interior, Cd 113 para atrapar los neutrones térmicos que logran pasar. Esta es la última capa que atrapa específicamente los neutrones, y la idea es mantener cualquier radiación beta o gamma que resulte fuera de la capa final para que pueda ser absorbida por el escudo interno. El escudo más interno es tungsteno, o dado que el tungsteno es tan difícil de trabajar, posiblemente el relleno de tungsteno dentro de una matriz de plomo.
Creo que al menos es posible que los neutrones se reflejen a través de un todo en el blindaje, por lo que las fibras ópticas y los cables que salen de la carcasa tendrán que pasar por curvas diseñadas para absorber cualquier radiación.
Mi pregunta aquí es si Beryllium y Boron ayudan en algo. El berilio se usa en bombas, pero ese podría ser un nivel de energía muy específico. El boro es un absorbente de neutrones, pero no estoy seguro de que los neutrones del entorno coincidan con su espectro de absorción. Si funcionan, son al menos livianos, y en el exterior, que es el área de superficie más grande, eso es un gran problema.
Puede proteger los componentes electrónicos con 6 pulgadas de caja de plomo (¡y mejorar el motor, los ejes y las ruedas para soportar el peso!), pero no puede proteger el tubo de la cámara en sí, todos los tipos de tubos de la cámara se verán afectados por la radiación nuclear. La única posibilidad podría ser un ensamblaje intrincado de grandes trozos de plomo y espejos, de modo que la luz pueda dirigirse en zig-zag por túneles hasta el tubo, pero la radiación nuclear no seguirá el mismo camino, ya que básicamente viaja en línea recta y es no reflejada por un espejo.
Tenga en cuenta que los tubos termoiónicos (válvulas) pueden ser más útiles en algunos entornos de alta radiación en comparación con los semiconductores, pero no recomiendo intentar construir un microprocesador de tubo ya que probablemente no queden suficientes EF50 en el mundo.
dmckee --- gatito ex-moderador
Dov