Robot pro dekontaminaci jaderných reaktorů

Možná ho čekají velké a nebezpečné úkoly. Robot z CxI s obnaženým vnitřkem

Dokáže odebrat vzorky z potrubí primárního okruhu jaderného reaktoru a dopravit je k analýze radioaktivity. Unikátní robotické zařízení, které má pomoci s detekcí radioaktivity při dekontaminaci a následné demontáži vyřazených reaktorů jaderných elektráren, vyvinuli vědci z CxI spolu s Ústavem jaderného výzkumu (ÚJV Řež, a. s.).

Životnost jaderných reaktorů chlazených tlakovou vodou, kterých je na světě většina a ke kterým patří i reaktory v Dukovanech a Temelíně, je okolo 50 let, za cenu velkých investic ji lze sice prodloužit, ale je potřeba se v předstihu připravit na to, až doslouží. U JE Dukovany se mluví o odstavení provozu kolem let 2035–2037.

Robot, kterého vyvinuli v Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace TUL (CxI) ve spolupráci s ÚJV Řež, a. s., (dále původním názvem Ústav jaderného výzkumu), je právě takovou přípravou. Vzniká jako jedna část společného projektu Znalostní báze pro vyřazování jaderných elektráren, který je spolufinancován Evropskou unií. Další část projektu řeší odborníci v Řeži a soustředí se na vývoj chemických roztoků pro dekontaminaci jaderných zařízení.

„Účinnost dekontaminace potrubí primárního okruhu je potřeba ověřit odebráním vzorku zevnitř potrubí před a po dekontaminaci. Robot, který na CxI vznikl, je odpovědí na otázku, jak vzorky v málo přístupném potrubí a v prostředí vysoké radioaktivity opakovaně odebírat,“ říká Miroslav Černík, který je vedoucím výzkumu na CxI.

Pojízdný robot adaptovaný na pohyb v potrubí nese dvě na sobě nezávislé sondy pro odběr vzorku.

„Jako odběrovou sondu jsme zvolili kartáč s diamantovými zrníčky. Má dostatečnou tvrdost a odolnost, aby dokázal zbrousit vnitřní povrch ocelového potrubí i s případnými nánosy. Zároveň nedojde k nežádoucí kontaminaci odebraného vzorku brusivem, protože diamant je krystalický uhlík. Broušení kartáčem navíc dává jemné prachové vzorky, které jsou pro analýzu ideální,“ říká František Novotný, vedoucí Oddělení robotických soustav a mechatronických systémů CxI, který je šéfem výzkumu robotické sondy.

Kartáče s brusivem pracují na sobě nezávisle, jsou neseny na pohyblivých a výsuvných ramenech tak, aby bylo možné je dostatečně přiblížit k vnitřní stěně potrubí. Po návratu robota z potrubí může pracovník v ochranném oděvu kartáče snadno vyjmout a vyměnit za nové sondy.

„Dekontaminace a demontáž vyřazeného reaktoru je komplexní a náročný úkol. Již nyní se na situaci připravujeme. Robotické zařízení vyvinuté na Technické univerzitě v Liberci by s dekontaminací mohlo výrazně pomoci. Uplatnit by se pak mohlo nejen u nás, ale i při demontáži vyřazených jaderných elektráren v zahraničí,“ říká Martin Strejc, specialista výzkumu Ústavu jaderného výzkumu.

Jak podotýká Miroslav Černík, projekt se podařilo dovést do fáze užitného vzoru, k nasazení do skutečné operace je potřeba robotické zařízení ještě upravit.

„Aby byl robot schopný operovat v prostředí s vysokou radioaktivitou, museli bychom ho schovat do ocelového pláště, vyvést jeho elektronické řízení externě mimo robota, případně přejít na pneumatické řízení, protože elektronika je na radioaktivitu velmi citlivá. To jsou všechno ale úpravy, které zvládneme v případě pokračování spolupráce s Ústavem jaderného výzkumu řešit,“ říká profesor Černík.

Radek Pirkl

Text můžete číst také v tištěném T-UNI 360, v posledním červnovém čísle na str. 9. V PDF verzi také zde.