Raccolta di Tecnologie e competenze ENEA
Laser radar per visione e metrologia in ambienti ostili.
I sistemi IVVS e LARUNA sviluppati sone dei laser radar incoerenti a modulazione di ampiezza che permettono di ottenere immagini in intensità (riflettibvità) e distanza (ranging) ad alta risoluzione di scene reali in ambienti ostili (anche in presenza di acqua).
Foto sistema IVVS con bersaglio rappresentato da target metallico (erosion plate)
Foto sistema LARUNA
Settori applicativi
Problema da risolvere
I reattori a fusione nucleare (tokamak) necessitano di ispezioni periodiche per controllare il degrado dei componenti del vessel durante il funzionamento. Per superare questo problema, un prototipo di laser radar (In Vessel Viewing and ranging System, IVVS) è stato sviluppato nel laboratori ENEA, nell'ambito del progetto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Questo sistema puo' anche essere utilizzato per le ispezioni negli impianti nucleari a fissione di nuova generazione in cui, essendo prodotti elevati flussi neutronici e radioattività gamma, non possono essere usati all'interno del vessel laser radar convenzionali, sistemi TV, camere CCD ed altri apparati elettronici. Nei laboratori ENEA è stato anche costruito un altro sensore laser radar (LARUNA, LAser Radar Underwater for Nuclear Applications, progetto EDEN, End-User Driven Demo for CBRN), per applicazioni in ambienti ostili e in presenza di acqua con condizioni operative fino a 1MGy di dose gamma integrata.
Descrizione
I sistemi laer radar sviluppati nei laboratori ENEA sono basati su un laser modulato in ampiezza (a 500MHz) in grado di fornire simultaneamente immagini in intensità e distanza con elevata accuratezza (1mm @ 10m di distanza) e con tempi di integrazione per pixel di circa 1ms. Il prototipo IVVS sviluppato per ITER lavora nelle seguenti condizioni: pressione UHV 10^-3 Pa, temperatura 120-240 °C, flusso gamma 5 kGy/h, dose gamma di radiazione totale fino a 10MGy, flusso neutronico 5 x 10^13 n/cm2, campo magnetico fino a 8 Tesla. Il prototipo LARUNA per applicazioni subacquee costruito per il progetto EDEN si basa sullo stesso principio ed e' stato utilizzato nel reattore di ricerca TRIGA (ENEA – Casaccia) per l'ispezione delle barre di combustibile nucleare.
Aspetti innovativi e vantaggi
- Acquisizione simultanea delle informazioni di riflettività (viewing) e di distanza (ranging) per ogni punto campionato (pixel)
- Sistema remoto con range di lavoro fino a 10 m di distanza
- Sistemi con configurazione a moduli separati (attivo contenente elettronica e passivo composto da componenti ottici) collegati con fibre ottiche
- Sistemi laser radar ad alta risoluzione ed accuratezza
- Unicità dei sistemi laser radar come operatività in condizioni critiche di lavoro
Maturità tecnologica 2-3
Punti di forza
- Costo
- Rilevanza sociale/economica
- Contenuto normativo/regolatore
Possibili applicazioni
- Imaging 3D ad alta risoluzione
- Industria nucleare
- Ispezione in ambienti ostilii (ad esempio reattori nucleari a fusione/fissione)
- Metrologia
- Protezione civile in caso di ambienti contaminati da radiazione
Gruppo di ricerca coinvolto
Brevetto disponibile per il licensing
Disponibile per una licenza esclusiva
Data di aggiornamento
04-06-2025
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