ORNL開發3D打印智能追蹤器包裝，增強放射性物質運輸的安全性
時間：2025-04-23 10:15 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：在醫療領域，放射治療通常涉及放射性同位素和其他放射性物質，這些物質可以有效地靶向并摧毀癌細胞。然而，在運往醫療中心的途中，這些物質可能會被攔截并用于其他目的，安全性難以得到保證。2025年4月22日，來自美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的研究人員開發了一種先進的智能追蹤技術：利用 3D 打印技術打造安全包裝，并內置電子設備對放射性物質進行持續監控，用于提高放射性物質運輸的安全性。
△ORNL先進的追蹤技術可以提高其同位素運輸的安全性。圖片來源：Alonda Hines/ORNL，美國能源部
運輸放射性物質的一大挑戰是如何追蹤包裹。想象一下通過郵件寄送一個箱子。每個包裹都會收到一個追蹤號碼，用于顯示從寄件人到郵遞服務商（希望是最終收件人）的轉移。包裹送達后，追蹤停止，收件人可以使用箱子里的物品。
Mingyan Li說道：“我們正在與橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的同事合作，他們精通核包裝和先進制造工藝，致力于尋找最可靠的核材料和放射性物質運輸方法。“我們正在研究如何讓智能技術在整個運輸過程中始終伴隨包裝。這確保了即使包裹從制造商到運輸服務商再到最終收貨人，也能始終保持跟蹤和監控。”
項目名為“關鍵能源運輸智能包裝”（SPaCES），通過采用3D打印技術構建包裝結構，從而降低篡改的可能性。從材料放入包裝開始，包裝就受到監控，并一直追蹤到材料被取出進行處理為止。ORNL 的燃料循環核工程師Kunal Mondal 表示：“ORNL 擁有世界一流的先進制造設施，這對于與需要自行制造材料的研究人員合作來說是一個有利的條件。” Mondal 的團隊與 Li 的團隊合作，找到了能夠與電子設備良好兼容的包裝材料，同時又符合國家關于放射性物質運輸的規定。
Mondal于2023年加入橡樹嶺國家實驗室，致力于利用先進制造技術打造智能核運輸容器。先進制造技術旨在提升制造工藝，以達到預期效果。這包括打造更堅固的材料，并改進材料的制造工藝。當這些材料用于3D打印或在極端溫度和壓力下鍛造時，最終包裝在安全可靠地運輸放射性物質方面，在全國范圍內的運輸中，總體上更加有效。
瑞安·卡凱寧（Ryan Karkkainen）是一位專門研究核材料包裝的高級研究員，也是蒙達爾的同事。他于2023年加入橡樹嶺國家實驗室（ORNL），負責測試用于核材料包裝的新材料。作為一名機械工程師，他曾為美國陸軍和一家知名的美國汽車公司進行材料結構分析。現在，他正在思考核材料包裝可能遇到的情況，例如掉落、擠壓或被擊中。
多年來，ORNL的研究人員一直在探索將智能技術融入核包裝的方法。核材料包裝工程師團隊負責人奧斯卡·馬丁內斯（Oscar Martinez）認為，普通家用電器中的智能技術也可以用來增強放射性包裝的安全性。
△ORNL利用先進的增材制造方法，利用3D打印技術為Framatome沸水反應堆燃料組件定制了槽型緊固件
馬丁內斯說：“每年有三百萬批危險和放射性物質的運輸。我們已經進行過多次安全測試，但在安全方面，包裝上有什么可以保護它免受攻擊呢？”他的團隊通過采用增材制造技術生產包裝，包括傳感器，以便在出現安全威脅時進行跟蹤、保護并通知當局。
Mingyan Li的團隊還致力于確保電子設備的網絡連接安全，避免黑客攻擊。數據通過云端傳輸到指揮中心，使用的是橡樹嶺國家實驗室開發的 T-STAR技術。貨物在運往目的地的過程中，只有真正需要知道位置的人才能知道，從而避免了包裹丟失或延誤的可能性，并確保包裹能夠被妥善接收。
△手提箱中的 T-STAR 系統
增材制造和網絡安全是ORNL尋求提高放射性物質運輸安全性的兩種方式。在發表于《國際先進核反應堆設計與技術雜志》的一篇題為“Advancedmanufacturing technologies for enhancing security in nuclear and radiologicalmaterials transport”論文中，Mondal及其合著者還討論了在運輸過程中使用機器人移動放射性物質以減少工人的輻射暴露，以及利用數據分析找到兼顧強度、耐用性和功能的合適包裝組件組合。
Mingyan Li期待著看到她的團隊的想法在與實驗室同事的合作下得以實現。她說道：“我很高興看到我們的工作能夠加強核運輸安全，這是一項可以轉移用于支持國家安全的技術。”
(責任編輯：admin)
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