2011年的日本福島核事故令人記憶猶新一場(chǎng)人類有觀測(cè)史以來最為強(qiáng)烈的地震及隨后而來的海嘯令福島核電站電力供應(yīng)中斷，備用發(fā)電機(jī)失效，進(jìn)而導(dǎo)致核電站的冷卻液泵及傳感系統(tǒng)無法工作，操作人員難以監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆中燃料棒和存儲(chǔ)池中缺乏燃料的情況。最終，導(dǎo)致大量放射性物質(zhì)被泄漏。這一嚴(yán)重后果使人們認(rèn)識(shí)到，需要研制出不依賴電力供應(yīng)的核燃料監(jiān)測(cè)傳感器。
為此，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)與愛達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)研制出一種能夠在核反應(yīng)堆嚴(yán)苛的環(huán)境中工作，并在傳送信號(hào)時(shí)不借助電力的新型傳感器，用以監(jiān)測(cè)核反應(yīng)堆中核燃料的狀態(tài)。相關(guān)研究成果日前在美國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)第164次會(huì)議上發(fā)表。
“這一傳感器的理論基礎(chǔ)是聲熱學(xué)，一門研究熱量和聲音之間相互關(guān)系的學(xué)科。” 團(tuán)隊(duì)成員、聲學(xué)研究生Randall A. Ali介紹說，“聲熱傳感器只要在熱量充足的環(huán)境中，例如核反應(yīng)堆內(nèi)，就可以不需要電力或其他能源支持。”
Randall A. Ali告訴記者，該傳感器外形為一個(gè)圓柱管，內(nèi)有陶瓷基片。這些基片組成一種規(guī)則排列的孔狀結(jié)構(gòu)。在使用時(shí)，該傳感器被放入核反應(yīng)堆的排氣系統(tǒng)，即可在其溫度發(fā)生變化時(shí)，將熱能轉(zhuǎn)化為聲波能。
據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)目前正在對(duì)該傳感器進(jìn)行改進(jìn)，以用于監(jiān)測(cè)核燃料更為細(xì)小的溫度變化。