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Les scientifiques russes créent une fibre ‘Alerte d’urgence’

© Wikipedia/ MISiS

Des scientifiques de l’Université nationale des sciences et de la technologie MISIS (NUST MISIS) ont développé une technologie de capteurs haute précision à base de fibres dopée pour alerter les urgences dans les industries nucléaires, spatiales et minières.

« L’équipe de recherche internationale sous Alexander Kiryanov, Professeur du Département de l’électronique et de la physique des semi-conducteurs semi-conducteurs de NUST MISIS, avec le Centre de recherche optique (Leon, Mexique) et l’Institut central de recherche sur le verre et la céramique (Kolkata, Inde) a développé la technologie des capteurs de haute précision basée sur les fibres », a annoncé Alevtina Chernikova, NUST MISIS Rector.

Cette fibre est dopée avec des métaux de terres rares et de transition : l’erbium, l’holmium, le bismuth, ainsi que les nanoparticules d’argent et de silicium. La composition des ligands (additifs chimiques) et leur relation dans la fibre de silice sont uniques et représentent les caractéristiques uniques de la fibre. Les résultats de la recherche ont été publiés dans le magazine Laser Physics Letters.

La fibre est très sensible aux changements de température, de pression, de composition chimique et de rayonnement de fond, ainsi qu’à des environnements agressifs et à des perturbations électromagnétiques hautement résistantes. Ces caractéristiques sont utiles dans la surveillance de haute précision d’objets à grande échelle tels que les pipelines, les forages, les centrales nucléaires et les ponts. Une longueur de fibre définie aide à mesurer des objets de grande taille (jusqu’à 100 mètres). En orbite terrestre basse, les capteurs à base de fibres peuvent mesurer le rayonnement de fond dans les équipements spatiaux et les défauts sur leur surface.

Avec un rendement élevé et une haute précision, de tels capteurs à base de fibres peuvent détecter différents types de rayonnement dans une large gamme de doses, des températures ultra élevées (jusqu’à 1700 ° C), une composition chimique et des champs électromagnétiques. La longueur de la fibre assure la mesure à distance, par exemple, la surveillance à grande échelle d’un puits de pétrole profond, de mines, de pipelines ou de centrales nucléaires. En raison de ses caractéristiques uniques, les appareils à base de fibres seront très demandés dans les secteurs de la construction, de la géotechnologie, de l’aérospatiale et du pétrole et du gaz, ainsi que de la production d’énergie à forte intensité (y compris nucléaire).

Un capteur de fibre est soit un petit capteur « précis » (qui peut être une partie des réseaux de détection multicomposants, soit des interrogateurs), soit un « circuit réparti spatialement » qui peut recueillir des informations sur des paramètres détectables à grande distance (« capteur distribué »).

Dans le premier cas, les grilles de Bragg (filtres spectrales sélectifs) peuvent être les éléments de détection du capteur. Leurs paramètres, c’est-à-dire les spectres de réflexion-absorption et de transmission, dépendent fortement de l’environnement – pression, températures et déformations – et deviennent ainsi la base de la détection.

Dans le capteur distribué, l’élément de détection est la longueur totale de la fibre : elle est soit utilisée en mode passif (et ensuite les paramètres détectables sont, par exemple, des changements dans les spectres d’absorption et de transmission de la fibre dopée), ou en mode actif Quand il devient un composant laser (et ensuite, les paramètres détectables sont, par exemple, la fréquence de relaxation, le spectre optique ou le régime d’oscillation laser).

Selon le responsable du projet, Alexander Kiryanov : « L’objectif de cette recherche est de créer, étudier et utiliser à fond les capteurs de fibre du second type avec des fibres dopées spécialement conçues, y compris celles que nous avons obtenues grâce à la nano-ingénierie. Cette fibre peut être une solution fiable tout en travaillant dans des environnements agressifs, lorsque le dispositif à fibres est mis dans des conditions extrêmes : par exemple, dans la surveillance thermique des puits de pétrole ou la dosimétrie des centrales nucléaires ».

Traduction : MIRASTNEWS

Source : Sputnik News

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