- 13,850
- 20
- 8 Ноя 2022
Спустя 13 лет страна разгребает последствия крупнейшей аварии века.
Спустя 13 лет после разрушительного землетрясения и цунами, обрушившихся на северную Японию, инженеры вплотную приблизились к решению одной из самых сложных задач в истории ядерной энергетики. Стихия вызвала отключение электроэнергии на АЭС "Фукусима-1", что привело к расплавлению активной зоны реакторов и масштабному выбросу радиоактивных материалов. Теперь, спустя более десятилетия, компания Tokyo Electric Power Co. ( TEPCO ), оператор станции, разработала уникальное роботизированное Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся для извлечения первых образцов расплавленного ядерного топлива.
Несмотря на лидирующие позиции Японии в области промышленной робототехники, в момент аварии у TEPCO Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся роботов для немедленного реагирования. С тех пор компания активно внедряет роботизированные системы для измерения уровня радиации, расчистки завалов и обследования как внешних, так и внутренних частей станции.
Полная ликвидация последствий аварии на АЭС "Фукусима-1" займет десятилетия. Одна из наиболее опасных и сложных задач – извлечение и безопасное хранение около 880 тонн высокорадиоактивного расплавленного топлива из трех реакторных зданий, работавших в момент удара цунами. Добыча даже небольшого образца, сравнимого по объему с чайной ложкой, оказалось настолько сложным, что работы отстают от графика на годы.
По оценкам TEPCO, смеси урана, циркония и других металлов скопились на дне защитных оболочек реакторов. Однако точный состав до сих пор остается загадкой для ученых. Компания называет его "топливными обломками" – это перегретое топливо, расплавившееся вместе с тепловыделяющими элементами и внутрикорпусными конструкциями, а затем охладившееся и затвердевшее.
Первоначально извлечение образцов планировалось начать в 2021 году, но разработчики оборудования столкнулись с рядом технических сложностей и препятствий. Пандемия коронавируса также внесла свои коррективы.
Впрочем, ситуация может измениться в самое ближайшее время. Инженеры развернули специально разработанное телескопическое устройство для работы с 237 тоннами топливных обломков в энергоблоке №2. Этот реактор пострадал меньше остальных и не подвергся водородному взрыву, что делает его более безопасным испытательным полигоном для проведения столь ответственной операции.
Татсуя Матоба, представитель TEPCO, поясняет: "Наш план заключается в том, чтобы извлечь небольшое количество топливных обломков из блока №2, тщательно проанализировать их свойства и процесс образования, а затем на основе полученных данных перейти к крупномасштабному извлечению. Мы убеждены, что получение максимально подробной информации из извлеченных обломков станет ключом к успешному проведению будущих работ по выводу станции из эксплуатации".
Поврежденная защитная оболочка реактора представляет собой массивную стальную конструкцию высотой 33 метра в форме перевернутой лампочки. На ее дне расположен двухметровый изоляционный клапан, предназначенный для предотвращения выброса радиоактивных материалов. Именно через него робот должен проникнуть внутрь. Сами обломки частично находятся под водой, что тоже весьма усложняет задачу.
31 июля Управление по ядерному регулированию Японии дало зеленый свет на использование роботизированного манипулятора для извлечения 3 граммов топливных обломков. При этом ключевым условием стало обеспечение абсолютной герметичности процесса, исключающей любую возможность дальнейшего загрязнения окружающей среды. Устройство – плод совместных усилий Mitsubishi Heavy Industries, Международного исследовательского института по выводу из эксплуатации ядерных объектов и британской компании Veolia Nuclear Solutions.
Манипулятор представляет собой настоящее чудо инженерной мысли – 22-метровую конструкцию весом 4,6 тонны, изготовленную преимущественно из нержавеющей стали и алюминия. Он способен двигаться с 18 степенями свободы, и в целом похож на роботизированные руки, используемые на Международной космической станции. В периоды бездействия устройство хранится в специальном герметичном контейнере, обеспечивающем его сохранность и защиту от радиации.
Состоит робот из четырех основных элементов: тележки, проталкивающей устройство через узкие отверстия; системы шарнирных звеньев, способных складываться подобно стопке бумаги для матричного принтера; руки с тремя телескопическими секциями; и так называемого "жезла" – выдвижного трубчатого компонента, оснащенного камерами и захватом на конце. Как рука, так и "жезл" обладают способностью наклоняться вниз, что позволяет точнее “прицеливаться”.
После прохождения через изоляционный клапан защитной оболочки реактора робот плавно наклоняется вниз и начинает движение по специально установленному 7,2-метровому рельсу к основанию реактора. Затем оно осторожно проходит через существующие отверстия в опорной конструкции реактора и платформе под ним.
На завершающем этапе кончик манипулятора, подобно захвату в автомате с игрушками, медленно опускается на тросе к полю обломков на дне. Захват на конце компонента оснащен двумя миниатюрными щипцами общей площадью всего 5 квадратных миллиметров. Образец бережно помещается в специальный контейнер и, если все пройдет по плану, извлекается обратно через те же отверстия. Затем он перемещается в перчаточный бокс – герметичную камеру с отрицательным давлением, расположенную в здании реактора, где можно провести первичные исследования, не рискуя распространить радиоактивные частицы в окружающую среду. После этого образец отправится в лабораторию Японского агентства по атомной энергии в соседней префектуре Ибараки для проведения детального анализа.
В прошлом месяце инженерам удалось достичь важного промежуточного результата – захват смог добраться до поля обломков и взять оттуда кусок материала. Правда, пока неизвестно, было ли это действительно расплавленное топливо или просто фрагмент строительного мусора. Однако радость от успеха была недолгой – через несколько дней две из четырех камер устройства неожиданно вышли из строя, и его пришлось втянуть обратно в защитный контейнер. Инженеры тщательно проверили проводку от пульта управления в здании реактора и провели серию осциллографических испытаний. В TEPCO выдвинули гипотезу, что радиация, проходящая через полупроводниковые элементы камер, вызвала накопление электрического заряда. По мнению ученых, этот заряд должен рассеяться, если оставить камеры включенными в среде с относительно низкой дозой облучения.
Подводя итог, Матоба подчеркивает: "Извлечение топливных обломков с АЭС "Фукусима-1" – не просто техническая задача, а настоящий вызов человеческому интеллекту и изобретательности. Это важнейшая часть процесса вывода станции из эксплуатации, от которой зависит будущее целого региона. Наша цель – завершить процесс за 30-40 лет, и мы понимаем, что для этого необходимо двигаться вперед планомерно и методично, решая каждую текущую задачу с максимальной скрупулезностью и вниманием к деталям".
Спустя 13 лет после разрушительного землетрясения и цунами, обрушившихся на северную Японию, инженеры вплотную приблизились к решению одной из самых сложных задач в истории ядерной энергетики. Стихия вызвала отключение электроэнергии на АЭС "Фукусима-1", что привело к расплавлению активной зоны реакторов и масштабному выбросу радиоактивных материалов. Теперь, спустя более десятилетия, компания Tokyo Electric Power Co. ( TEPCO ), оператор станции, разработала уникальное роботизированное Для просмотра ссылки Войди
Несмотря на лидирующие позиции Японии в области промышленной робототехники, в момент аварии у TEPCO Для просмотра ссылки Войди
Полная ликвидация последствий аварии на АЭС "Фукусима-1" займет десятилетия. Одна из наиболее опасных и сложных задач – извлечение и безопасное хранение около 880 тонн высокорадиоактивного расплавленного топлива из трех реакторных зданий, работавших в момент удара цунами. Добыча даже небольшого образца, сравнимого по объему с чайной ложкой, оказалось настолько сложным, что работы отстают от графика на годы.
По оценкам TEPCO, смеси урана, циркония и других металлов скопились на дне защитных оболочек реакторов. Однако точный состав до сих пор остается загадкой для ученых. Компания называет его "топливными обломками" – это перегретое топливо, расплавившееся вместе с тепловыделяющими элементами и внутрикорпусными конструкциями, а затем охладившееся и затвердевшее.
Первоначально извлечение образцов планировалось начать в 2021 году, но разработчики оборудования столкнулись с рядом технических сложностей и препятствий. Пандемия коронавируса также внесла свои коррективы.
Впрочем, ситуация может измениться в самое ближайшее время. Инженеры развернули специально разработанное телескопическое устройство для работы с 237 тоннами топливных обломков в энергоблоке №2. Этот реактор пострадал меньше остальных и не подвергся водородному взрыву, что делает его более безопасным испытательным полигоном для проведения столь ответственной операции.
Татсуя Матоба, представитель TEPCO, поясняет: "Наш план заключается в том, чтобы извлечь небольшое количество топливных обломков из блока №2, тщательно проанализировать их свойства и процесс образования, а затем на основе полученных данных перейти к крупномасштабному извлечению. Мы убеждены, что получение максимально подробной информации из извлеченных обломков станет ключом к успешному проведению будущих работ по выводу станции из эксплуатации".
Поврежденная защитная оболочка реактора представляет собой массивную стальную конструкцию высотой 33 метра в форме перевернутой лампочки. На ее дне расположен двухметровый изоляционный клапан, предназначенный для предотвращения выброса радиоактивных материалов. Именно через него робот должен проникнуть внутрь. Сами обломки частично находятся под водой, что тоже весьма усложняет задачу.
31 июля Управление по ядерному регулированию Японии дало зеленый свет на использование роботизированного манипулятора для извлечения 3 граммов топливных обломков. При этом ключевым условием стало обеспечение абсолютной герметичности процесса, исключающей любую возможность дальнейшего загрязнения окружающей среды. Устройство – плод совместных усилий Mitsubishi Heavy Industries, Международного исследовательского института по выводу из эксплуатации ядерных объектов и британской компании Veolia Nuclear Solutions.
Манипулятор представляет собой настоящее чудо инженерной мысли – 22-метровую конструкцию весом 4,6 тонны, изготовленную преимущественно из нержавеющей стали и алюминия. Он способен двигаться с 18 степенями свободы, и в целом похож на роботизированные руки, используемые на Международной космической станции. В периоды бездействия устройство хранится в специальном герметичном контейнере, обеспечивающем его сохранность и защиту от радиации.
Состоит робот из четырех основных элементов: тележки, проталкивающей устройство через узкие отверстия; системы шарнирных звеньев, способных складываться подобно стопке бумаги для матричного принтера; руки с тремя телескопическими секциями; и так называемого "жезла" – выдвижного трубчатого компонента, оснащенного камерами и захватом на конце. Как рука, так и "жезл" обладают способностью наклоняться вниз, что позволяет точнее “прицеливаться”.
После прохождения через изоляционный клапан защитной оболочки реактора робот плавно наклоняется вниз и начинает движение по специально установленному 7,2-метровому рельсу к основанию реактора. Затем оно осторожно проходит через существующие отверстия в опорной конструкции реактора и платформе под ним.
На завершающем этапе кончик манипулятора, подобно захвату в автомате с игрушками, медленно опускается на тросе к полю обломков на дне. Захват на конце компонента оснащен двумя миниатюрными щипцами общей площадью всего 5 квадратных миллиметров. Образец бережно помещается в специальный контейнер и, если все пройдет по плану, извлекается обратно через те же отверстия. Затем он перемещается в перчаточный бокс – герметичную камеру с отрицательным давлением, расположенную в здании реактора, где можно провести первичные исследования, не рискуя распространить радиоактивные частицы в окружающую среду. После этого образец отправится в лабораторию Японского агентства по атомной энергии в соседней префектуре Ибараки для проведения детального анализа.
В прошлом месяце инженерам удалось достичь важного промежуточного результата – захват смог добраться до поля обломков и взять оттуда кусок материала. Правда, пока неизвестно, было ли это действительно расплавленное топливо или просто фрагмент строительного мусора. Однако радость от успеха была недолгой – через несколько дней две из четырех камер устройства неожиданно вышли из строя, и его пришлось втянуть обратно в защитный контейнер. Инженеры тщательно проверили проводку от пульта управления в здании реактора и провели серию осциллографических испытаний. В TEPCO выдвинули гипотезу, что радиация, проходящая через полупроводниковые элементы камер, вызвала накопление электрического заряда. По мнению ученых, этот заряд должен рассеяться, если оставить камеры включенными в среде с относительно низкой дозой облучения.
Подводя итог, Матоба подчеркивает: "Извлечение топливных обломков с АЭС "Фукусима-1" – не просто техническая задача, а настоящий вызов человеческому интеллекту и изобретательности. Это важнейшая часть процесса вывода станции из эксплуатации, от которой зависит будущее целого региона. Наша цель – завершить процесс за 30-40 лет, и мы понимаем, что для этого необходимо двигаться вперед планомерно и методично, решая каждую текущую задачу с максимальной скрупулезностью и вниманием к деталям".
- Источник новости
- www.securitylab.ru