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Neue Technik für die Inspektion von Kernreaktoren

An den riesigen Stahltanks, in denen sich bei einem Kernkraftwerk das Kernmaterial und das Kühlmittel befinden, entstehen Risse. EU-finanzierte Forscher haben eine fortschrittliche Robotertechnologie entwickelt, um die Zuverlässigkeit von Sicherheitskontrollen zu verbessern.
Neue Technik für die Inspektion von Kernreaktoren
Kernenergie hat im Vergleich zur Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen viele Vorteile und es kommt relativ selten zu Unfällen. Doch wenn sie passieren, können Unfälle wegen der radioaktiven Gefahren im Zusammenhang mit nuklearem Material sehr gefährlich sein.

Reaktordruckbehälter (reactor pressure vessels, RPV) sind ein integraler Bestandteil eines Kernkraftwerks. Dabei handelt es sich um dickwandige zylindrische Gefäße aus Stahlplatten, in denen sich der Reaktorkern und das Kühlmittel befinden.

In dem Kern, wo sich der radioaktive Brennstoff befindet, findet die Kernreaktion statt und erzeugt dabei eine enorme Menge an Wärme entsteht. Mit dem Kühlmittel wird die Wärme abgeführt und zu Stromgeneratoren geleitet.

Mit der Zeit werden Reaktordruckbehälter spröde und anfällig für Rissbildung. Mit zerstörungsfreier Prüfung (ZfP) werden Defekte identifiziert, bevor sie möglicherweise zu katastrophalen Unfällen führen können. Hier aber stoßen konventionelle Methoden an ihre Grenzen.

Die Roboter sind schwer, teuer und schwierig zu steuern, weshalb eine Prüfung ein zeitraubender Prozess ist, durch den andere Aktivitäten des Kraftwerks gestört werden. Die Sensoren werden in sogenannten "Sondenpfannen" (probe pans) untergebracht, um große Flächen zu inspizieren, aber da diese oft ausgetauscht werden müssen, verlängert sich die Prüfdauer. Darüber hinaus führen Fehler bei den Prüfungen oft zu manuellen Eingriffen, was wiederum mehr Zeit und Geld kostet und die Mitarbeiter mit potentiell gefährlichen Materialien in Kontakt bringt.

Mit dem Projekt Rimini wollten europäische Forscher ZfP-Techniken entwickeln, mit der sich die Dauer für Inspektionen und somit auch die Kosten reduzieren lassen, während sie sicherere und zuverlässigere Prüfungen und Ergebnisse möglich machen.

Das Rimini-Team entwickelte und modifizierte zahlreiche ZfP-Techniken und Technologien, unter anderem Phased-Array-Modelling-Software, 128-Kanal-Phased-Array-Instrumente, ein Wechselstrom-Feld-Messsystem sowie einen Roboter, der Wände hochklettern kann, und einen schwenkbaren Roboterarm.

Insgesamt sollten durch Rimini-Technologie die Dauern von zerstörungsfreien Prüfungen an Druckreaktorbehältern reduziert, die Mitarbeiter dabei weniger durch Strahlen belastet und die Fehlererkennung verbessert werden.

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