Работа для роботов

Кого послать туда, где уровень радиации превышает допустимые для человека показатели? Кого поставить на выполнение сверхточной работы? Конечно, робота. «СР» подготовила обзор роботизированной техники, применяемой в атомной промышленности в России и других странах мира.

Добыча урана

Пока на месторождениях Приаргунского производственного горно-химического объединения имелась руда с высоким содержанием урана, добыча была эффективной и без роботов. С падением качества сырья пришлось призвать на помощь «железные мозги». Это было сделано для повышения экономической эффективности добычи. Инженеры ППГХО создали роботизированное устройство, которое выбирает из руды куски с наибольшим содержанием урана. Они попадают в технологическую цепь, в конце которой получается оксид урана — сырье для ядерного топлива. Отбор наиболее ураноемкой породы позволяет снизить затраты на переработку руды и, соответственно, стоимость конечного продукта.

Производство ядерного топлива

Сварка циркониевых оболочек тепловыделяющих элементов требует особой точности. На Новосибирском заводе химконцентратов эту операцию выполняет роботизированная линия. Раньше оборудование для нее закупали в Германии, но в 2014 году на НЗХК был испытан аналог, разработанный инженерами Томского политехнического университета. Их робот получился компактнее импортного. Еще одно преимущество — отсутствие необходимости в специальной линии питания: цифровой синтезатор выдает силу тока до 24 тыс. А даже от бытовой розетки.
Пожалуй, самое роботизированное направление будет связано с замыканием ядерного топливного цикла, которое предполагает изготовление свежего топлива из отработанного. Работать придется с высокоактивными материалами, поэтому линия будет полностью состоять из роботов, которые уже делают на предприятиях «Росатома».
Роботизированная техника также используется при изготовлении МОКС-топлива для тепловых реакторов во Франции.

Эксплуатация АЭС

Роботизированные комплексы по перегрузке ядерного топлива есть на российских и зарубежных АЭС с реакторами ВВЭР. Они позволяют сократить время выгрузки отработанного топлива и загрузки свежего с двух недель до девяти дней. В результате каждый блок с ВВЭР‑1000 дополнительно вырабатывает 144 МВт∙ч. В России это дает ежегодный прирост выручки в 165 млн рублей на один блок. Подобные роботизированные комплексы установлены на АЭС в Индии, Армении и на Украине.

Вывод из эксплуатации

Необходимость применения роботов в этой сфере возникла, когда начались работы по ликвидации ядерного наследия — объектов, на которых страны — обладатели ядерного оружия (СССР, США, Великобритания, Франция) отрабатывали технологии производства и производили атомные бомбы. Сложность утилизации таких объектов состоит в их высокой радиоактивности и в том, что их строили, не задумываясь о грядущем демонтаже.
Для разбора объектов ядерного оружейного комплекса и дезактивации территории каждая страна разрабатывает специальные роботы. Обычно они управляются дистанционно и выполняют работы по разбору и погрузке радиоактивно загрязненных строительных конструкций. Позднее роботы стали использовать при выводе из эксплуатации атомных электростанций.

Завершающая стадия топливного цикла

Переработкой ОЯТ в России занимается «Маяк». Там используют манипуляторы и роботизированные линии. Манипуляторы представляют собой механическую руку, которая повторяет движения находящегося в безопасной зоне оператора. Их применяют при производстве радиоактивных источников для медицины и промышленности. Краны-манипуляторы используют при перегрузке облученного топлива. Роботизированный агрегат резки ОТВС позволяет без участия человека измельчить кассеты для последующей переработки.

ГЕРОЙ «ФУКУСИМЫ» И ДРУГИЕ МАШИНЫ-КАМИКАДЗЕ

Робот-«cкорпион»

Речь пойдет об устройствах, которые применяют в Японии на аварийной АЭС «Фукусима‑1». Энергокомпания TEPCO использует больше десятка роботов местного и иностранного производства для обследования реакторных зданий. Одна из последних новостей — использование дрона для разведки. Недавно японские инженеры испытали плавающий робот «Мини-мамбо» («Мини-луна-рыба»), который займется обследованием затопленных помещений. Для поиска расплава топлива на нижних этажах здания применяются роботы на гусеницах. Некоторые из них «погибли», не выдержав высокого облучения или застряв в грудах мусора. В их числе, например, робот-«скорпион» — небольшое устройство в виде тележки на гусеницах, к которой крепился «хвост» с камерой и фонарем. Кроме того, на АЭС «Фукусима» для обследования территории используют шагающие роботы. Дезактивацией помещений занимаются специальные роботы-дезактиваторы.
Герой «Фукусимы» — американский военный робот PackBot 510. Ему дали кличку Квинс. Он первым проник в реакторные здания аварийных блоков и получил данные для первой карты загрязнения.