Při likvidaci jaderných elektráren je potřeba minimalizovat dopady manipulace s kontaminovanými materiály. Proces se proto neobejde bez robotů, a jak se ukazuje, patrně ani bez laserových technologií.
I jaderné elektrárny, potažmo jaderné reaktory, mají svou životnost. V České republice zatím problém s likvidací jaderných elektráren neřešíme, spíše nám jde o jejich dostavbu, která se neustále odkládá. Ale například Německo, které od jaderné energetiky ustupuje, už hledá cesty, jak se s demolicí jaderných elektráren vypořádat bezpečně a pokud možno efektivně. Všechny své jaderné elektrárny chce Německo uzavřít do konce roku 2022, ale už dnes dochází k postupné likvidaci některých uzavřených bloků.
DEMONTÁŽ VYŽADUJE ROBOTY
Proces demontáže začíná po několikaletém odstavení jaderné elektrárny likvidací použitého jaderného paliva, které se převáží na přepracování. Poté dochází k likvidaci reaktoru a primárního okruhu, zasažených radiací, postupuje se demontáží sekundárního okruhu elektrárny včetně turbín a nakonec dochází na likvidaci pro elektrárnu jinak dříve nezbytných okolních staveb.
Německo je známé jako špičkový výrobce průmyslových robotů a není divu, že i tady se jich snaží využít co nejvíce. U jaderné elektrárny Mülheim- -Kärlich to tak byl např. speciálně vyvinutý robot RDB 100 typu malého bagru s pohybem na obvodu vrcholku chladicí věže, likvidující věž odshora dolů kolo po kole (vzhledem k okolí elektrárny nešlo zde použít pro demolici výbušniny). Výhodnější je ale používat už osvědčených komerčních robotů se servisem a náhradními díly, v případě potřeby upravených pro speciální podmínky.
Příkladem je šestiosý robot Stäubli TX 200, používaný při rozřezávání velkých kovových radioaktivních dílů reaktoru jaderné elektrárny Brunsbüttel ve Šlesvicku- Holštýnsku. Elektrárna byla odstavena už v roce 2007 a s demontáží vnitřku tlakové nádoby reaktoru se započalo v roce 2019. Pro odstínění záření probíhá řezání konstrukce pod vodou, kde Stäubli TX 200 ve verzi HE dokáže spolehlivě pracovat celé měsíce.
Norimberská společnost Orano, která demontáže jaderných zařízení provádí, vybrala tento robot nejen pro jeho vysoký dosah a nosnost, ale i odolnost proti stříkající vodě a potřebnou vodotěsnost. Vlastní řezání je vysokotlakým vodním paprskem s brusivem, který při tlaku 2 000 bar řeže ocel s tloušťkou stěny až 200 mm. Nařezané kusy, které mají často hmotnost až 900 kg a velikost až 1,5 × 1,5 m, se dalším robotem TX 200 dopraví do sběrného kontejneru, vyzvedávaného jeřábem. Pro zajištění prací je v záloze připraven ještě i třetí robot.
NASTUPUJE LASER
Systém AZURo (Automated Cutting of Reactor Pressure Vessels Internals Using Underwater-Robotics — automatická demontáž pomocí technologie podvodního robotu) je řízen programem nebo ručním dálkovým ovládáním. Šestistupňový robot dává flexibilitu obdobnou pohybům lidské ruky a lze s ním obsáhnout všechny potřebné pozice. V současnosti je jeho užití v takovém prostředí světovým unikátem.
Při řezání vysokotlakým vodním paprskem s brusivem se ale do vody dostává kontaminovaný materiál ze spoje a částečky brusiva a voda se pak musí nákladně filtrovat. Orano se proto se specialistou na řezání laserem pod vodou, ústavem Laser Zentrum Hannover LZH, pustilo za financování Federálním ministerstvem školství a výzkumu (BMBF) do vývoje postupu řezání dílů reaktoru laserem. Při vhodném nastavení výkonu laseru, tlaku plynu a rychlost řezání se tavenina ze spoje lepí na plech a do vody se tak dostává až o 95 % méně odpadu.
Testy laserového řezání se prováděly za užití mobilního diskového laseru od společnosti Laser on Demand. Projekt, tentokrát oficiálně nazvaný AZULa (Automated separation of reactor pressure vessel installations using underwater laser technology — automatická demontáž vnitřních částí tlakových nádob reaktoru pomocí technologie podvodního laseru), byl po provedených úspěšných zkouškách při řezání tloušťky nerezového ocelového plechu až 15 mm doporučen z laboratorních podmínek i do průmyslového využití.