Dne 8. 2. 2018 předvedla třebíčská firma Nuvia novinářům systém Drones-G, který slouží k radiačnímu monitoringu. Zařízení převážně české konstrukce je schopné velmi rychle a přesně lokalizovat zdroj radioaktivního záření a určit radionuklidy, z nichž se skládá.
Letecký radiační monitoring
Letecký monitoring radiační situace není nic zvláštního a používají se k němu především vrtulníky vybavené speciálními přístroji. V České republice zařízení používá například Armáda ČR, detektory pro něj dodávala právě Nuvia.
Firma využila své zkušenosti k vývoji bezpilotního systému, který zvládne stejnou práci jako vrtulník, ale vzhledem ke svým charakteristikám je vhodnější pro určité typy situací. „Pokud se předpokládá, že je zamořeno rozsáhlé území, pak i nadále bude nutné použít vrtulník. Půjde-li však o lokální havárii, kdy například unikne malé množství radioaktivních látek nebo se ztratí zdroj obsahující radionuklidy – tyto zářiče se běžně používají v geologii, ale i v průmyslu, třeba při testování skrytých vad ve výrobku – je daleko flexibilnější a levnější použít malý bezpilotní prostředek,“ vysvětluje Petr Sládek, vedoucí vývojového týmu systému Drones-G ve firmě Nuvia.
Jako základ systému slouží Bezpilotní rotorový univerzální systém (BRUS) vyvinutý Vojenským technickým ústavem letectva a protivzdušné obrany (VTÚLaPVO). Tento ústav se vývojem bezpilotních prostředků zabývá od roku 1980 primárně pro vojenské použití, ale jím vyvinutá zařízení využívají i další bezpečnostní a záchranné složky. Výhodou je otevřený systém, který je možné uzpůsobit požadavkům zákazníka.
Společnost Nuvia myšlenku otevřenosti zahrnula i do systému měření, který je podvěšen pod dronem. Systém má základní modul, který zajišťuje funkce jako například GPS navigaci, měření výšky dronu pomocí laserového dálkoměru a měření radiace a zabezpečuje spojení s obsluhou na zemi pro přenos instrukcí do dronu a naměřených dat z dronu. Pod základní modul se podvěšují speciální moduly, které mají funkce požadované zákazníkem. Předností použitého řešení, která nemá ve světě konkurenci, je rychlá a snadná výměna modulů, která se dá provést i v polních podmínkách. Jednotlivé moduly mohou být například gama spektrometr, detektor neutronů, scintilační detektor a zařízení pro odběr vzorků vzduchu. Do budoucna se plánují kromě radiačních měřicích modulů také chemické.
Data z jednotlivých modulů (kromě zařízení k odběru atmosférických vzorků) jsou v reálném čase přenášena do pozemní stanice, kde si je může operátor procházet a zobrazovat přímo v mapě. Systém je schopen za letu identifikovat jednotlivé typy radionuklidů, což je důležité pro rychlé rozhodování zásahového týmu.
Rozdíly oproti konkurenci popisuje Sládek takto: „Na světových výstavách jsem viděl několik exponátů, kde na dron instalovali miniaturní detektory nebo ruční měřicí přístroje. Ty však z výšky neumí přesně určit stav radiace na povrchu mapovaného území.“ Unikátnost systému Drones-G potvrzují i prodeje do zahraničí: zařízení již fungují v Číně a Indii a probíhá jednání s organizacemi z dalších zemí.
Příklady použití systému Drones-G jsou: sanace lokalit po těžbě uranové rudy, kontrola oblastí, kde v minulosti operovaly vojenské jednotky, a místa, kde se nacházejí různé typy dřívějších odpadů, které mohou historicky obsahovat kontaminované předměty nebo jejich části. Drony mohou být velkým přínosem i při kontrole nelegálního transportu radioaktivního nebo jaderného materiálu. „Pro řadu institucí i firem bude měření radiace pomocí bezpilotních prostředků levnějším a efektivnějším řešením, než jaké používaly doposud,“ dodává Pavel Holčák, technický ředitel společnosti Nuvia.
Některé výhody oproti vrtulníkům
Dron je například vhodný k monitoringu zastavěných oblastí, protože může přesněji létat nad uličkami a provádět měření přesně nad nimi. Vrtulník zpravidla létá ve větší výšce, takže musí na palubě nést větší a citlivější přístroje (například scintilační detektory většího objemu), které umožní přesné měření situace na povrchu mapovaného území, protože intenzita ionizujícího záření klesá s druhou mocninou vzdálenosti. Dron má mnohem nižší letovou výšku, takže může používat menší a lehčí měřicí přístroje.
Dále se obsluha nachází daleko od zdroje záření, takže nemůže dojít k jejímu ozáření. Vrtulník (stejně jako dron) je vybaven detektorem, který posádku včas varuje, že se blíží do silně kontaminované oblasti, takže nehrozí, že by došlo k nežádoucímu ozáření. Dron však může být bezpečně použit i v oblasti s vysokou úrovní radiace, která by byla pro lidské zdraví škodlivá, i když to není jeho primárním cílem. Ve výzkumném ústavu ÚJV Řež proběhly zkoušky jeho radiační odolnosti, což dokládá jeho způsobilost i k tomuto použití.
Technické specifikace Drones-G
Systém radiačního monitoringu je podvěšen pod hexakoptérou, tedy bezpilotním prostředkem se šesti rotory. Letová hmotnost překračuje 15 kilogramů, z čehož 4,2 kilogramu připadá na pohonný akumulátor, který mu umožní vydržet ve vzduchu až 40 minut, a další akumulátor napájí měřicí přístroje. Zařízení má nosnost až 8 kilogramů, systém Drones-G z toho využívá zhruba polovinu.
Dron se při měření pohybuje ve výšce 15 až 25 metrů, která je optimální pro měření radiační situace na povrchu. Dosah přenosu dat je zhruba 5 kilometrů, ale v praxi stačí výrazně méně. Dron dokáže létat i při silném větru (do 12 metrů za vteřinu) a i za deště.
V souvislosti s bezpilotními leteckými prostředky je často diskutován jejich praktický dolet. Dnešní technologie umožňují létat až do velkých vzdáleností, ale naše legislativa umožňuje létat jen tak daleko, dokud má pilot oční kontakt se strojem. Pro mimořádné situace, mezi které bezesporu patří únik radiace nebo hledání ztraceného zářiče, to ale neplatí, takže Drones-G může v praxi využít i větší dosah.
Ovládání probíhá pomocí dvou počítačů, jeden slouží k zobrazování naměřených dat v mapě a k ovládání dronu a druhý zobrazuje podrobnější data z měření. Dron přitom létá v plně autonomním režimu, takže mu pilot pouze nakliká kudy má letět a on pak obletí určené body. Je možné mu určit letové linky, pomocí kterých pokryje celou plochu mapované oblasti, nebo jen několik bodů, které jsou z hlediska mapování významné.
Pro případ potíží je dron vybaven padákem, který se automaticky vystřeluje. Otevře se do jedné vteřiny a zabrání poškození citlivých přístrojů nesených na palubě.
O firmě Nuvia
Nuvia dodává stanice radiačního monitoringu jak stabilní, tak mobilní, a to montované do automobilů, pozemních robotů, vrtulníků a dronů. Firma patří mezi světovou špičku ve vývoji a realizaci systémů pro radiační monitoring. I díky ní má Česká republika jeden z nejvypracovanějších systémů monitorování radiační situace ve světě.
„Projekty realizujeme po celém světě, včetně zemí, kde je získání důvěry firem a vládních institucí velmi složité, například v Saúdské Arábii,“ uvádí Holčák. Firma například dodává detekční systémy pro třídění pevného radioaktivního odpadu do obou jaderných elektráren v České republice a vloni na podzim instalovala detekční brány na významném evropském letišti. Rovněž dodává systémy pro měření radiace Armádě České republiky a nově dodá radiační měřicí přístroje pro nová průzkumná vozidla, která armáda plánuje pořídit v následujících letech. „V letošním roce nás také čeká zakázka na 18 přenosných monitorovacích portálů pro Hasičský záchranný sbor ČR,“ uzavírá Holčák.
Vladislav Větrovec
