ORNL開發(fā)3D打印智能追蹤器包裝,增強放射性物質(zhì)運輸?shù)陌踩?/h2>
時間:2025-04-23 10:15 來源:南極熊 作者:admin 閱讀:次
導(dǎo)讀:在醫(yī)療領(lǐng)域,放射治療通常涉及放射性同位素和其他放射性物質(zhì),這些物質(zhì)可以有效地靶向并摧毀癌細(xì)胞。然而,在運往醫(yī)療中心的途中,這些物質(zhì)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(fā)了一種先進(jìn)的智能追蹤技術(shù):利用 3D 打印技術(shù)打造安全包裝,并內(nèi)置電子設(shè)備對放射性物質(zhì)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控,用于提高放射性物質(zhì)運輸?shù)陌踩浴?/span>
△ORNL先進(jìn)的追蹤技術(shù)可以提高其同位素運輸?shù)陌踩浴D片來源:Alonda Hines/ORNL,美國能源部
運輸放射性物質(zhì)的一大挑戰(zhàn)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(wù)商(希望是最終收件人)的轉(zhuǎn)移。包裹送達(dá)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(jìn)制造工藝,致力于尋找最可靠的核材料和放射性物質(zhì)運輸方法。“我們正在研究如何讓智能技術(shù)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(wù)商再到最終收貨人,也能始終保持跟蹤和監(jiān)控。”
項目名為“關(guān)鍵能源運輸智能包裝”(SPaCES),通過采用3D打印技術(shù)構(gòu)建包裝結(jié)構(gòu),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(jiān)控,并一直追蹤到材料被取出進(jìn)行處理為止。ORNL 的燃料循環(huán)核工程師Kunal Mondal 表示:“ORNL 擁有世界一流的先進(jìn)制造設(shè)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(shè)備良好兼容的包裝材料,同時又符合國家關(guān)于放射性物質(zhì)運輸?shù)囊?guī)定。
Mondal于2023年加入橡樹嶺國家實驗室,致力于利用先進(jìn)制造技術(shù)打造智能核運輸容器。先進(jìn)制造技術(shù)旨在提升制造工藝,以達(dá)到預(yù)期效果。這包括打造更堅固的材料,并改進(jìn)材料的制造工藝。當(dāng)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(zhì)方面,在全國范圍內(nèi)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(dá)爾的同事。他于2023年加入橡樹嶺國家實驗室(ORNL),負(fù)責(zé)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(jìn)行材料結(jié)構(gòu)分析。現(xiàn)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(shù)融入核包裝的方法。核材料包裝工程師團隊負(fù)責(zé)人奧斯卡·馬丁內(nèi)斯(Oscar Martinez)認(rèn)為,普通家用電器中的智能技術(shù)也可以用來增強放射性包裝的安全性。
△ORNL利用先進(jìn)的增材制造方法,利用3D打印技術(shù)為Framatome沸水反應(yīng)堆燃料組件定制了槽型緊固件
馬丁內(nèi)斯說:“每年有三百萬批危險和放射性物質(zhì)的運輸。我們已經(jīng)進(jìn)行過多次安全測試,但在安全方面,包裝上有什么可以保護(hù)它免受攻擊呢?”他的團隊通過采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)包裝,包括傳感器,以便在出現(xiàn)安全威脅時進(jìn)行跟蹤、保護(hù)并通知當(dāng)局。
Mingyan Li的團隊還致力于確保電子設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接安全,避免黑客攻擊。數(shù)據(jù)通過云端傳輸?shù)街笓]中心,使用的是橡樹嶺國家實驗室開發(fā)的 T-STAR技術(shù)。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(tǒng)
增材制造和網(wǎng)絡(luò)安全是ORNL尋求提高放射性物質(zhì)運輸安全性的兩種方式。在發(fā)表于《國際先進(jìn)核反應(yīng)堆設(shè)計與技術(shù)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(zhì)以減少工人的輻射暴露,以及利用數(shù)據(jù)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(xiàn)。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(zhuǎn)移用于支持國家安全的技術(shù)。”
(責(zé)任編輯:admin)
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導(dǎo)讀:在醫(yī)療領(lǐng)域,放射治療通常涉及放射性同位素和其他放射性物質(zhì),這些物質(zhì)可以有效地靶向并摧毀癌細(xì)胞。然而,在運往醫(yī)療中心的途中,這些物質(zhì)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(fā)了一種先進(jìn)的智能追蹤技術(shù):利用 3D 打印技術(shù)打造安全包裝,并內(nèi)置電子設(shè)備對放射性物質(zhì)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控,用于提高放射性物質(zhì)運輸?shù)陌踩浴?/span>

△ORNL先進(jìn)的追蹤技術(shù)可以提高其同位素運輸?shù)陌踩浴D片來源:Alonda Hines/ORNL,美國能源部
運輸放射性物質(zhì)的一大挑戰(zhàn)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(wù)商(希望是最終收件人)的轉(zhuǎn)移。包裹送達(dá)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(jìn)制造工藝,致力于尋找最可靠的核材料和放射性物質(zhì)運輸方法。“我們正在研究如何讓智能技術(shù)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(wù)商再到最終收貨人,也能始終保持跟蹤和監(jiān)控。”
項目名為“關(guān)鍵能源運輸智能包裝”(SPaCES),通過采用3D打印技術(shù)構(gòu)建包裝結(jié)構(gòu),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(jiān)控,并一直追蹤到材料被取出進(jìn)行處理為止。ORNL 的燃料循環(huán)核工程師Kunal Mondal 表示:“ORNL 擁有世界一流的先進(jìn)制造設(shè)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(shè)備良好兼容的包裝材料,同時又符合國家關(guān)于放射性物質(zhì)運輸?shù)囊?guī)定。
Mondal于2023年加入橡樹嶺國家實驗室,致力于利用先進(jìn)制造技術(shù)打造智能核運輸容器。先進(jìn)制造技術(shù)旨在提升制造工藝,以達(dá)到預(yù)期效果。這包括打造更堅固的材料,并改進(jìn)材料的制造工藝。當(dāng)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(zhì)方面,在全國范圍內(nèi)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(dá)爾的同事。他于2023年加入橡樹嶺國家實驗室(ORNL),負(fù)責(zé)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(jìn)行材料結(jié)構(gòu)分析。現(xiàn)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(shù)融入核包裝的方法。核材料包裝工程師團隊負(fù)責(zé)人奧斯卡·馬丁內(nèi)斯(Oscar Martinez)認(rèn)為,普通家用電器中的智能技術(shù)也可以用來增強放射性包裝的安全性。

△ORNL利用先進(jìn)的增材制造方法,利用3D打印技術(shù)為Framatome沸水反應(yīng)堆燃料組件定制了槽型緊固件
馬丁內(nèi)斯說:“每年有三百萬批危險和放射性物質(zhì)的運輸。我們已經(jīng)進(jìn)行過多次安全測試,但在安全方面,包裝上有什么可以保護(hù)它免受攻擊呢?”他的團隊通過采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)包裝,包括傳感器,以便在出現(xiàn)安全威脅時進(jìn)行跟蹤、保護(hù)并通知當(dāng)局。
Mingyan Li的團隊還致力于確保電子設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接安全,避免黑客攻擊。數(shù)據(jù)通過云端傳輸?shù)街笓]中心,使用的是橡樹嶺國家實驗室開發(fā)的 T-STAR技術(shù)。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(tǒng)
增材制造和網(wǎng)絡(luò)安全是ORNL尋求提高放射性物質(zhì)運輸安全性的兩種方式。在發(fā)表于《國際先進(jìn)核反應(yīng)堆設(shè)計與技術(shù)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(zhì)以減少工人的輻射暴露,以及利用數(shù)據(jù)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(xiàn)。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(zhuǎn)移用于支持國家安全的技術(shù)。”
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