Noví roboti mají pomoci při inspekci v britském jaderném zařízení Dounreay

Společnosti Dounreay Site Restoration Ltd (DSRL) a Robotics and Artificial Intelligence in Nuclear (RAIN) Hub spolupracují na vývoji robota schopného přístupu do míst, která jsou pro pracovníky nepřípustná, či nebezpečná. Taková zařízení mají urychlit činnosti spojené s rozebíráním jaderných zařízení.

V roce 2020 skupina inženýrů z RAIN Hub, v konsorciu s univerzitami vedenými univerzitou v Manchesteru, koupila malého dálkově ovládaného robota vybaveného senzory, kamerami a manipulátorem. Tento robot byl zamýšlen jako výchozí zařízení pro řešení problémů s radioaktivním odpadem v lokalitě Dounreay. První testování v neaktivní budově poskytlo užitečné informace. Laboratorní průzkumy byly provedeny (v omezených možnostech) v roce 2021.

Výsledkem výzkumu na tomto poli byl dálkově ovládaný robot druhé generace, který je nazývaný Lyra. Robot Lyra disponoval vylepšeným balíčkem pro průzkumy včetně detekčního systému, který používá lasery. Na malém zařízení je několik pohyblivých kamer, detektorů radiace a manipulátor schopný odebírat vzorky.

Dálkově ovládaný robot Lyra byl jako první použit při průzkumu potrubí v nižších podlažích reaktoru Doureay. Zdroj: DSLR

V únoru se tento robot vrátil do zařízení Dounreay, aby zajistil průzkum potrubí o délce 140 metrů, které bylo zatopeno vodou. Toto potrubí se nacházelo mezi laboratořemi a centrálním koridorem. Tato manipulace přinesla spoustu užitečných informací, které pomohly řešit složité problémy rozebírání zařízení.

„Nyní je charakterizační průzkum již dokončen. Vytvořili jsme velmi komplexní obraz potrubí, který nám pomůže učinit informovaná rozhodnutí o tom, jaké potrubí máme vyřadit z provozu,“ sdělil Jason Simpson, projektový manažer ve společnosti DSRL.„Chceme demonstrovat schopnosti robotů a jejich možnosti úspěšného nasazení v oblastech s radioaktivním zářením. K zařízení jsme vyvinuli bezpečnostní prvky, včetně dálkového restartu, vypínače a navijáku. To nám umožní získat zařízení, pokud uvízne v troskách potrubí. Provedený průzkum prokázal spolehlivost robota Lyra v oblastech s ionizujícím zářením,“ dodal Barry Lennox, ředitel společnosti RAIN Hub.

Spolupráce laboratoří

Nové zařízení u města Whitehaven v Cumbrii bude první komplexním hubem pro vývoj robotických zařízení a umělé inteligence. Zařízení plánuje spojovat veškeré laboratoře napříč Spojeným královstvím.

Zařízení známé jako RAICo1 bude výhradně využíváno společností Sellafield Ltd, partnerem a dodavatelským řetězcem akademií při vývoji technologie potřebné k rozebírání jaderných zařízení poblíž Sellafieldu i ostatních podobných zařízení.

RAICo1 je spojenou iniciativou vyvinutou společnostmi Sellafield Ltd a Nuclear Decommissioning Authority (NDA) ve spolupráci s UK Atomic Energy Authority (UKAEA), univerzitou Manchester a národními jadernými laboratořemi.

Den otevřených dveří v RAICo1 při prezentaci akcionářům. Zdroj: Sellafield Ltd

Nové zařízení nabízí schopnosti testovat vybavení na místech podobných, jako jsou v Sellafield. To zahrnuje speciální komory, nádrže a bazény pro testování. Navíc jsou však redukována rizika spojená s prací přímo na lokalitě rozebírání jaderného zařízení.

„Víme, že dokážeme udělat rozebírání britských jaderných zařízení bezpečnější, rychlejší a levnější při využití dálkově ovládaných robotů a umělé inteligence. RAICo1 je reálný krok kupředu k dosažení snadného vyřazování z provozu. Sdílí základní problémy vlastníků jaderných zařízení s těmi, kdo mají dobré nápady a technologii, která může dané problémy řešit,“ sdělila Rebecca Weston, vedoucí provozu v lokalitě Sellafield.„UKAEA a NDA potřebují efektivní, spolehlivá, cenově přijatelná a znovupoužitelná dálkově ovládaná zařízení. Další generace robotů a chytrých zařízení urychlí, zlevní a usnadní naši misi rozebírání jaderných zařízení. Společně se budeme učit, předcházet zbytečnému kopírování stejných věcí a najdeme tak tu nelepší cestu k úspěchu,“ sdělil Rob Buckingham, ředitel projektu dálkově ovládaných aplikací v náročných podmínkách.

Roboti v jaderném průmyslu

Robotická a dálkově ovládaná zařízení jsou na jaderných elektrárnách využívána od nehody jaderné elektrárny Three Mile Island. Tato zařízení poskytují možnost řešit problémy v místech s vysokým dávkovým příkonem ionizujícího záření. Jejich uplatnění se nenachází pouze při řešení problémů spojených s nehodami jaderných elektráren, ale také při analýze a kontrolách vybavení primárního okruhu, jako jsou například potrubí, parogenerátory a podobné systémy.

Významný pokrok vývoje těchto zařízení nebyl zaznamenán při řešení problémů u havarované jaderné elektrárny Černobyl, kde bylo nakonec rozhodnuto o využívání lidské pracovní síly. Větší slávu zaznamenaly dálkově ovládané systémy až při řešení nehody jaderné elektrárny Fukušima.

Ve výzkumném zařízení Dounreay byly již automatizované a robotické systémy byly využívány. Zdroj: DSLR

Nehoda v zařízení

Jaderný výzkumný komplex Dounreay byl využíván k vývoji a výzkumu rychlých reaktorů. Během prací v letech 1959 až 1977 bylo vytvořeno velké množství radioaktivních materiálů skladovaných na lokalitě.

V roce 1977 došlo v zařízení k explozi způsobené nesprávnou manipulací a shozením nejméně 2 kg sodíku a draslíku do šachty hluboké 65 metrů. Ta byla plná radioaktivního odpadu zaplaveného mořskou vodou. Následkem toho došlo k výbuchu a porušení betonového poklopu o hmotnosti 5 tun. Radioaktivní částice byly výbuchem odmrštěny vně šachty. Následně byly jednotlivé radioaktivní prvky hledány a s posunem několika let byl nalezen radioaktivní úlomek o aktivitě 100000 Bq i na veřejné pláži poblíž zařízení.