SUSI Robot

Loni v listopadu spatřil v USA světlo světa robot určený pro inspekci primárního okruhu jaderných elektráren. Specializuje se na elektrárny, u nichž se předpokládá prodloužení provozu za projektovou životnost.

SUSI je vlastně malá dálkově řízená ponorka, první svého druhu, která je specializovaná na inspekce primárního jaderného okruhu. Ve Spojených státech pomáhá při rozhodování o prodloužení životnosti jaderných reaktorů. Podobná zařízení se již používají i v Evropě, ale SUSI byl adaptován na požadavky amerického regulačního orgánu. Ponorka nese technologie pro ultrazvukové a vizuální testování. Umí prohlížet a zkoumat tlakové nádoby, parogenerátory (primární i sekundární stranu), kompenzátory objemu, čerpadla.

Rozměry robota: výška 240 mm, šířka 250 mm, délka 400 mm, váha 10 kg. Kompletní zařízení obsahuje kromě vlastního robota ještě různá příslušenství pro zachycování cizích objektů, barevnou CCD kameru se zoomem, s možností otáčení a náklonu, 75m napájecí kabel, řídicí jednotku 60x50cx50 cm a stejně velkou záznamovou jednotku, která zachycuje jak obraz, tak data z ultrazvukového testování.

Proč posílat do reaktoru robota

Nejdůležitější komponentou tlakovodních jaderných reaktorů, která v podstatě limituje životnost celé elektrárny (ostatní části a zařízení se dají vyměnit), je tlaková nádoba. Její spolehlivost a provozuschopnost určuje bezpečnost provozu celé elektrárny. Proto je detailní inspekce jejího stavu tak důležitá.

Vlivem silných neutronových toků a gama záření za provozu reaktoru se v materiálu tlakové nádoby mohou rozvíjet radiační defekty a poruchy krystalové mřížky; ty vedou ke křehnutí kovu, zvýšení kritické teploty křehkosti a snížení lomové houževnatosti. Jak inspekce stavu materiálu tlakové nádoby a primárního okruhu, tak tzv. „svědečné vzorky“ (vzorky konstrukčních materiálů vystavené stejným podmínkám uvnitř reaktoru, jako skutečné komponenty) jsou tedy nesmírně důležité pro hodnocení bezpečného provozu reaktoru a rozhodování o eventuálním prodloužení (LTO – Long Term Operation). K prohlídkám se používají manipulátory, dálkově řízená ramena nesoucí kamery pro vizuální hodnocení stavu stěn primárního okruhu, nebo ultrazvuková čidla vyhodnocující stav materiálu i do určité hloubky pod povrchem. Samostatně se pohybující robot SUSI se však dostane i do prostor, kam by bylo zavedení mechanického ramene velmi obtížné.

Co když inspekce objeví chybu

Jakákoliv odchylka od normálního obrazu se pečlivě vyhodnocuje a opakovaně prověřuje. Někdy se ukáže, že jde např. o shluk vodíkových atomů vnesený do materiálu již při jeho svařování. Podobně tomu bylo např. předloni v Holandsku, kdy reaktory Doel 2 a Tihange 3 musely být několik měsíců odstaveny kvůli zdánlivým trhlinkám nalezených při ultrazvukovém zkoumání tlakové nádoby. Někdy to mohou být skutečné mikrotrhlinky – pak se sáhne po radikálním prostředku, který umožní prodloužit životnost tlakové nádoby – po tepelném žíhání svarového kovu v úrovni aktivní zóny reaktoru. Požadované mechanické vlastnosti materiálu se obnoví zásluhou procesů vyvolaných zvýšenou teplotou při žíhání, které do značné míry poruchy mřížky odstraní.