Ultrazvuk a rentgen mění kontrolu jaderných elektráren v USA: Vědci zkrátí odstávky a posílí bezpečnost

Vědci z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ve Spojených státech vyvinuli neinvazivní metody pro kontrolu jaderných elektráren. Díky využití rentgenu a pokročilých senzorů mohou nyní monitorovat stav materiálů, aniž by poškozovali testované komponenty.

Vědci z Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ve Spojených státech vyvinuli neinvazivní metody pro kontrolu jaderných elektráren. Díky využití rentgenu a pokročilých senzorů mohou nyní monitorovat stav materiálů, aniž by poškozovali testované komponenty. Jaderná energie je klíčovou součástí americké energetické infrastruktury, přispívá do sítě více než 20 procenty.

Velké jaderné elektrárny se často potýkají se zpožděními, což zvyšuje stavební a provozní náklady. Vysoký bezpečnostní profil těchto zařízení navíc vyžaduje pravidelné a důkladné kontroly, které často vedou k dlouhým odstávkám. Již více než pět desetiletí spolupracují výzkumníci z PNNL s americkou Komisí pro jadernou regulaci (NRC) na zkrácení těchto prostojů a zlepšení inspekcí, aniž by bylo nutné odstraňovat komponenty z reaktorů. Tímto způsobem stanovují normy pro průmyslovou praxi.

Vědci z PNNL posouvají hranice fyziky používané pro inspekci jaderného hardwaru. Od ultrazvuku přes vířivé proudy, laserový ultrazvuk až po rentgenovou počítačovou tomografii – výzkumníci nasazují širokou škálu metod k identifikaci vhodných prostředků pro kontrolu. Nejen praskliny ve fyzických strukturách, ale i účinky vysokých teplot, koroze a radiace uvnitř jaderných reaktorů jsou studovány pomocí radiografie, ultrazvuku a elektromagnetických laboratoří. Výzkumné týmy mají také přístup k rozsáhlé knihovně stovek reaktorových komponent z různých zařízení nebo zrušených elektráren. Tato knihovna, vlastněná NRC, poskytuje vědcům přístup k vzorkům komponent, které jsou testovány nedestruktivními metodami (NDE). Všechny získané informace jsou předávány NRC, která je následně využívá k rozhodování o licencování v jaderném průmyslu. Partnerství NRC s PNNL jí umožňuje opírat se o vědecká data při rozhodování v reálném světě.

PNNL a NRC se připravují na budoucnost jaderné energetiky. Je pravděpodobné, že jaderný průmysl se za několik desetiletí změní, ale jeho přítomnost je do značné míry zaručena. Vzhledem k tomu, že technologie solární a větrné energie dosahují svých limitů účinnosti, odpovědnost za výrobu velkého množství bezuhlíkové energie pravděpodobně spadne na jaderné technologie. Pokroky v materiálech a výrobních technikách přinášejí nové výzvy pro přístup NDE PNNL, ale výzkumníci již pracují na jejich řešení. Probíhá výzkum hodnocení komponent vyrobených pomocí aditivní výroby neboli 3D tisku, kde jsou objekty vyráběny vrstvu po vrstvě, což představuje odlišné výzvy pro zátěžové testování. Týmy v PNNL se také snaží vyvinout robustnější senzory, které by mohly být umístěny uvnitř reaktorů a nepřetržitě monitorovat komponenty, aniž by vyžadovaly odstávku pro kontrolu.