Robô de corte a laser de resíduos nucleares

Dezenas de reatores nucleares das gerações anteriores não atendem aos requisitos modernos de segurança, estão moral e tecnicamente desatualizados. As antigas usinas nucleares de todo o mundo devem agora ser gradualmente descomissionadas e encerradas, e os combustíveis e os equipamentos gastos são cortados, vazados com concreto e descartados longe das pessoas.

O reprocessamento e descarte de combustível nuclear usado e outros resíduos são uma tarefa complexa de engenharia. Primeiro, porque todas as operações nas usinas nucleares são realizadas por robôs, e não por humanos, por razões de segurança. O combustível em si e os fragmentos do reator devem ser cortados em pequenos fragmentos e colocados em recipientes para descarte. Por exemplo, na usina nuclear de Chernobyl, essas latas têm apenas 4444 mm de comprimento e 1876,4 mm de diâmetro. Na usina nuclear de Chernobyl, é usada uma serra circular estacionária, que pode cortar apenas as hastes anteriormente colocadas na máquina.

O trabalho de entrega e corte do combustível irradiado na usina nuclear de Chernobyl é realizado automaticamente, com controle remoto. A empresa americana Holtec para isso construiu uma mini-fábrica robóticaem que é realizada a preparação do combustível irradiado para eliminação.


armazenamento a seco Esquema de combustível irradiado "ISF-2» (Provisório uma instalação de armazenagem de combustível, ISF- 2) no território de Chernobil, onde o corte de resíduos antes da sua eliminação

após o corte fragmentos hastes de combustível gasto é colocado em recipientes com paredes duplas, as quais são preenchidas com betão e transferidos em armazenamento.


Área de armazenamento de combustível irradiado nas instalações provisórias de armazenamento de combustível irradiado, Chernobyl NPP

Se você precisar apenas cortar hastes e nada mais, como na usina nuclear de Chernobyl, essa é uma tarefa bastante simples. Um simples cortador a laser é suficiente.


Cortador com uma serra circular para cortar hastes. A foto foi tirada durante a aceitação da usina ISF-2 em operação

O exemplo da central nuclear de Chernobyl demonstra bem quais problemas os engenheiros enfrentam ao desenvolver equipamentos automatizados para cortar resíduos nucleares. Felizmente, a ciência não pára e as empresas robóticas estão prontas para oferecer equipamentos mais avançados e versáteis para o descarte de resíduos nucleares. Dada a necessidade de descomissionar antigos reatores nucleares inseguros, esse equipamento será útil.

A empresa britânica OC Robotics desenvolveu uma máquina incomum que parece uma cobra grossa de metal com uma picada mortal. Este é um manipulador robótico LaserSnake2 , que é posicionado com precisão em todos os graus de liberdade e está equipado com um poderoso cortador a laser para cortar qualquer material.


O projeto está em desenvolvimento desde 2013 . Foi liderado pela OC Robotics, com a participação do TWI, Laboratório Nacional Nuclear, ULO Optics e Laser Optical Engineering. O financiamento foi fornecido pela Innovate UK, pelo Departamento de Energia e Mudanças Climáticas do Reino Unido e pela Autoridade de Desmantelamento Nuclear do Reino Unido.

Após um desenvolvimento de três anos da “cobra laser” em julho-agosto de 2016, a máquina foi instalada e testada na planta de reprocessamento de primeira geração em Sellafield (Reino Unido). Este é um extenso complexo nuclear na costa do mar da Irlanda. Ao longo dos anos, o plutônio de grau de armas foi produzido aqui (desde 1950), o combustível para usinas nucleares foi produzido, o combustível nuclear irradiado foi processado, as usinas nucleares estavam em operação (de 1956 a 1983).

A operação LaserSnake2 mostrou que a máquina lida com êxito com as tarefas. Em novembro de 2016, este robô recebeu até o Prêmio de Implementação de Tecnologia / Inovação da Autoridade de Desmantelamento Nuclear do Reino Unido.

A tecnologia de nova geração pode encontrar ampla aplicação em condições reais de disposição e processamento de resíduos nucleares. Inclusive nas estações que estão sendo desativadas.

O cortador foi projetado com base em um laser poderoso com um sistema de foco óptico (consulte os parâmetros do feixe e a velocidade de corte ao testar um laser de 5 quilowatts e várias lentes de difração).



O cortador LaserSnake2 pode lidar com peças metálicas grossas.



A tocha é controlada remotamente por uma equipe de engenheiros localizados em uma sala segura.



Os desenvolvedores acreditam que o LaserSnake2 pode ser útil não apenas para o descarte de resíduos, mas também para tarefas de corte a laser em qualquer condição hostil ou restrita, inclusive debaixo d'água . No futuro, nada impede a combinação deste robô com uma plataforma móvel, proporcionando uma certa liberdade de movimento.

Além da energia nuclear, o LaserSnake2 é proposto para ser usado no setor de petróleo e gás, onde essa instalação pode participar da inspeção e reparo de tubulações e equipamentos, na construção e engenharia. Por exemplo, nas condições restritas do projeto de um avião de passageiros, durante a montagem e manutenção das asas da aeronave.

Juntamente com o robô, o software de gerenciamento é fornecido. Os desenvolvedores podem personalizar o design do LaserSnake2 para tarefas específicas.

Source: https://habr.com/ru/post/pt399671/