Η ανάγκη για καινοτόμες τεχνολογίες κοπής και αποσυναρμολόγησης αντιδραστήρων πυρηνικών σταθμών αυξάνεται ραγδαία, καθώς πολλοί από αυτούς πλησιάζουν το τέλος της λειτουργικής τους ζωής.
Για την κάλυψη αυτής της απαίτησης, μια ερευνητική ομάδα ανέπτυξε προηγμένη τεχνολογία κοπής με λέιζερ, που προσφέρει αυξημένη ασφάλεια και ακρίβεια στην αποσυναρμολόγηση πυρηνικών σταθμών.
Η καινοτομία της υποβρύχιας κοπής με λέιζερ
Αυτή η τεχνολογία αιχμής επιτρέπει την κοπή υλικών σε υποβρύχιο περιβάλλον, μειώνοντας σημαντικά τη μόλυνση και αυξάνοντας την ασφάλεια. Μια δεξαμενή νερού, η οποία αναπαριστά το περιβάλλον κοπής με λέιζερ σε υποβρύχιες συνθήκες, έχει κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας – ένα επίτευγμα πρωτοποριακό σε παγκόσμιο επίπεδο.
Ο επικεφαλής της ομάδας και οι στόχοι της έρευνας
Η ερευνητική ομάδα, υπό την ηγεσία του Δρ. In-Deok Park, κύριου ερευνητή στο τμήμα Βιομηχανικής Τεχνολογίας Λέιζερ του Ερευνητικού Κέντρου Μηχανημάτων Busan, σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Μηχανημάτων και Υλικών της Κορέας (KIMM), ανέπτυξε μια υποβρύχια τεχνολογία κοπής με λέιζερ. Η τεχνολογία αυτή μπορεί να κόβει ανοξείδωτο χάλυβα πάχους άνω των 100 mm, προσομοιώνοντας βάθος νερού 10 μέτρων, κάτι που την καθιστά μοναδική στον τομέα.
Η τεχνολογία θερμικής κοπής και τα πλεονεκτήματά της
Στην αποσυναρμολόγηση πυρηνικών σταθμών, χρησιμοποιούνται δύο κύριες μέθοδοι δομικής κοπής: μηχανική και θερμική κοπή. Η τεχνολογία του KIMM, που βασίζεται σε θερμική κοπή με λέιζερ υψηλής ισχύος, μειώνει τους περιβαλλοντικούς κινδύνους και αυξάνει την ασφάλεια, καθώς το λέιζερ λειτουργεί υποβρυχίως με χαμηλότερη παραγωγή ρύπων.
Σημαντική πρόοδος στην κοπή ανοξείδωτου χάλυβα
Η ερευνητική ομάδα πέτυχε έναν σημαντικό στόχο με την επιτυχημένη κοπή ανοξείδωτου χάλυβα πάχους 100 mm, το οποίο αποτελεί βασικό υλικό στις δομές πυρηνικής πίεσης. Κατάφεραν επίσης να βελτιστοποιήσουν το διάκενο κοπής στα 2 mm και να μειώσουν τη ροή του αερίου κοπής σε 600 ℓ/min. Η μέγιστη ταχύτητα κοπής που επιτεύχθηκε ήταν 50 mm/min, αποδεικνύοντας την αποδοτικότητα της νέας τεχνολογίας.
Καινοτόμες πατέντες και νέα συστήματα κοπής
Στο πλαίσιο της πλήρους προετοιμασίας για αποσυναρμολόγηση πυρηνικών εγκαταστάσεων, η ομάδα ανέπτυξε και κατοχύρωσε την πρώτη στον κόσμο δεξαμενή υποβρύχιας κοπής με λέιζερ 30 μέτρων. Η δεξαμενή αυτή μπορεί να λειτουργεί υπό πίεση, προσομοιώνοντας πραγματικές συνθήκες πεδίου. Επίσης, σχεδιάστηκε συμπαγές σύστημα πολλαπλών ακροφυσίων για κοπή υπό υψηλή πίεση, το οποίο αναμένεται να κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.
Ασφάλεια κατά την υποβρύχια κοπή
Για την αποφυγή ατυχημάτων, η ομάδα ανέπτυξε μια συσκευή αποτροπής συγκρούσεων για την υποβρύχια κοπή με λέιζερ, η οποία αποτρέπει τη σύγκρουση μεταξύ του δείγματος και του ακροφυσίου. Η καινοτομία αυτή ενισχύει σημαντικά την ασφάλεια των εργαζομένων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποσυναρμολόγησης.
Μελλοντικά βήματα και περιβαλλοντικά οφέλη
Ο Δρ. In-Deok Park δήλωσε ότι η νέα υποβρύχια τεχνολογία κοπής με λέιζερ είναι καθοριστική, καθώς μειώνει σημαντικά τη δευτερογενή μόλυνση κατά τη διαδικασία αποσυναρμολόγησης. Με την πρόβλεψη για το κλείσιμο πολλών πυρηνικών σταθμών μέχρι το 2050, η τεχνολογία αυτή μπορεί να αποδειχθεί καθοριστική για την ασφαλή και περιβαλλοντικά φιλική διαχείριση των σταθμών που θα αποσυναρμολογηθούν.
Συνεργασίες και χρηματοδότηση της έρευνας
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το έργο “Laser Decontamination and Underwater Laser Cutting Technology Development Project for Safe Nuclear Dismantment”, με συνεργασίες από το Εθνικό Πανεπιστήμιο Pusan και το Korea Maritime & Ocean University. Στόχος του έργου είναι η ασφαλής αποσυναρμολόγηση πυρηνικών εγκαταστάσεων με τη βοήθεια νέων τεχνολογιών.
Επόμενα βήματα: επίδειξη και αξιολόγηση τεχνολογίας
Η τεχνολογία κοπής και αποσυναρμολόγησης με λέιζερ βρίσκεται στο στάδιο δοκιμών μέσω του Υπουργείου Εμπορίου, Βιομηχανίας και Ενέργειας. Το Έργο Ανάπτυξης Τεχνολογίας Ενίσχυσης της Ικανότητας Πυρηνικής Αποσυναρμολόγησης προχωρά στην επίδειξη και την αξιολόγηση της νέας τεχνολογίας σε πραγματικές συνθήκες.
Οφέλη και προοπτικές για την πυρηνική βιομηχανία
Η τεχνολογία κοπής με λέιζερ που αναπτύχθηκε από την ομάδα του KIMM συνδυάζει ακρίβεια και ασφάλεια, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα μειωμένη ρύπανση. Το γεγονός αυτό, σε συνδυασμό με τις κατοχυρωμένες πατέντες, ενισχύει τις προοπτικές της Κορέας στον τομέα της πυρηνικής αποσυναρμολόγησης και την τοποθετεί σε πλεονεκτική θέση διεθνώς.
Η υιοθέτηση τέτοιων τεχνολογιών ανοίγει τον δρόμο για ασφαλέστερες και πιο αποτελεσματικές πρακτικές στη διαχείριση των πυρηνικών εγκαταστάσεων.
Ανάπτυξη και εφαρμογή της τεχνολογίας παγκοσμίως
Η τεχνολογία αυτή αναμένεται να επηρεάσει και άλλες χώρες που σχεδιάζουν την αποσυναρμολόγηση παλαιών πυρηνικών σταθμών, συμβάλλοντας στην παγκόσμια ασφάλεια και στην προστασία του περιβάλλοντος. Η προώθηση της τεχνολογίας υποβρύχιας κοπής με λέιζερ μπορεί να διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο σε ένα ασφαλέστερο ενεργειακό μέλλον, με χαμηλότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
