استفاده از ربات‌ های خزنده برای حفظ و نگهداری تاسیسات هسته ای

موبنا – ربات‌های خزنده (Crawler Robot)، به عنوان مأموران جدید کنترل و مراقبت در مراکز کنترل انرژی هسته‌ای آغاز به‌کار کردند. کنترل انرژی هسته‌ای برای بشر یک آرزوی بزرگ است. تسلط بر قدرت هسته‌ای به‌قدری وسوسه‌برانگیز است که بشر در مواجهه با آن گاهی انسانیت خود را فراموش می‌کند. خاطرات تلخ بشر از خسارت‌های پسر کوچک و مرد چاق در ۱۹۴۵ هرگز فراموش نخواهد شد.

این تلنگری بود تا انسان تصمیم بگیرد دوران جدیدی را شروع کند و از انرژی هسته‌ای در راه‌های صلح‌آمیز استفاده کند؛ ولی کار باانرژی قدرتمند هسته‌ای مثل بازی کردن با دم شیر است. لحظه‌ای غفلت می‌تواند عواقب وحشتناک و جبران‌ناپذیری را نه‌تنها برای مردم عصر حاضر، بلکه برای نسل‌های آینده در پی داشته باشد. حادثه چرنوبیل از حوادث تلخ این دوران بود. هم‌اکنون عصر جدیدی آغاز شده است. بشر با ابزار فناوری، به سراغ مهار غول انرژی هسته‌ای می‌رود. حال گزینه جدید روی میز بشر، فناوری رباتیک است. فصل جدید این مبارزه در پایکتون، اوهایو آغاز شده است.

ربات‌های خط مقدم

وزارت انرژی ایالات‌متحده آمریکا (U.S. Department of Energy) قصد دارد با استفاده از ربات‌های خزنده به کنترل محیط‌های رادیواکتیویته بپردازد. البته قبلاً در حادثه هسته‌ای فوکوشیما که در ماجرای سونامی بزرگ ژاپن رخ‌داده بود، نیز ارتش ربات‌های ژاپنی وارد عرصه شده بودند. این ربات‌ها برای کار در شرایطی سخت و استقامت در برابر تشعشعات رادیواکتیویته ساخته‌شده بودند، اما در شرایط سخت محیطی بعد از چند ساعت از بین رفتند. هرچند قبل از قبول شکست خود توانستند از محیط داخل نیروگاه که برای انسان‌ها قابل‌دسترسی نبود، عکس‌هایی تهیه کنند. هنوز مسئله درک شرایط درون راکتور ذوب‌شده و وضعیت مواد رادیواکتیو درون آن مشکل بزرگ ژاپنی‌ها در بازسازی نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما است.

ربات‌های خزنده دانشگاه کارنگی ملون

این بار دانشگاه Carnegie Mellon این فرصت را پیداکرده تا قدرت دانش محققان خود و عملکرد ربات‌هایش را در این مبارزه خشن بسنجد. دانشگاه معتبر کارنگی ملون که جزو ۱۰ دانشگاه برتر امریکا است؛ بخش رباتیک خود را با مدیریت William Whittaker و با پشتیبانی وزارت انرژی ایالات‌متحده وارد عرصه نبرد کرده است. ویلیام وایت تاکر دانشمند زبده‌ای است که تجربه فعالیت در پاک‌سازی راکتورهای آسیب‌دیده همچون چرنوبیل Chernobyl در اوکراین را دارد.

محل نبرد کیلومترها لوله است که باید بازرسی و بررسی شوند. این ربات‌های خزنده مأموریت دارند، وضعیت رسوب اورانیوم در لوله‌ها را بررسی کنند. این کار توسط کارگران به‌صورت دستی و از خارج لوله انجام می‌شود. در بعضی از مسیرها کارگران مجبور بودند از بالابرها و داربست‌ها برای رسیدن به لوله‌ها استفاده کنند که علاوه بر افزایش سختی کار، احتمال وقوع حوادث نیز افزایش می‌یافت.

DOE حامی ربات‌های خزنده

تا زمانی که اهمیت خطرات و عواقب بسیار بد این حوادث در بخش امنیت صنعت و کار در تاسیسات هسته‌ای وجود داشته باشد روند مفید استفاده از ربات‌های خزنده می‌تواند روبه افزایش باشد. حتی تأثیر این نتایج نیز در اعلامیه‌های DOE و بیان نتایج تخمین سودآوری این عملیات منعکس‌شده است. بر طبق این تخمین‌ها، عملیات ربات‌های خزنده موجب صرفه‌جویی ۱۰ میلیون دلاری در کارخانه پتاسیم گازی پایکتون می‌شود. در پدوکا کنتاکی نیز تأسیسات هسته‎‌ای وجود دارد که به تولید اورانیوم برای نیروگاه‌های نظامی و سلاح هسته‌ای و در آخر سوخت هسته‌ای می‌پردازد. DOE برآورد می‌کند، با اجرای این طرح در کارخانه Paduca کنتاکی حدود ۵۰ میلیون دلار صرفه‌جویی می‌شود.

ربات‌های دانشگاه ملون کارنگی (CMU) تصمیم دارند با خزیدن درون لوله‌ها عملیات بررسی را باکیفیت بالاتری انجام دهند. ربات‌های خزنده با این کار نه‌تنها هزینه عملیات را کاهش می‌دهند بلکه خطرات ناشی از کار نیز، به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد. وقتی تصور کنید مساحت بعضی از این کارخانه‌ها و لوله‌هایی که در طی آن، به‌ این‌طرف و آن‌طرف می‌روند، بیش از مساحت ۱۸۵ زمین فوتبال است، ارزش این عملیات و همچنین وسعت آن بیشتر درک می‌شود.

عملیات بزرگ‌ و ربات‌های جستجوگر

حقیقتاً فرایند جستجو اورانیوم انباشته‌شده و پاک‌سازی آن در طول لوله بسیار دشوار است. در طول سه سال بیش از ۱.۴ میلیون گزارش اندازه‌گیری لوله‌ و اجرای فرایند تست و بررسی به‌صورت دستی، از گستردگی این عملیات در تأسیسات هسته‌ای صحبت می‌کند. این میدان بزرگ مبارزه باعث شده وزارت انرژی ایالات‌متحده آمریکا (DOE) برای فرایند دقیق‌تری برنامه‌ریزی کند. طبق برآوردهای DOE باوجود ربات‌ها حجم کارها به ۱/۸ کاهش پیدا می‌کند. بااین‌وجود هنوز هم نیاز به تست و بررسی دستی در برخی اجزا برای کشف رسوبات اورانیومی وجود خواهد داشت.

William Whittaker نیز معتقد است این عملیات می‌تواند یک نقطه عطف بزرگ برای استفاده هر چه بیشتر ربات‌ها در محیط‌های خطرناک و حفظ جان انسان‌ها باشد. هدف او تبدیل این روش به یک متد استاندارد و حرفه‌ای برای اندازه‌گیری ذخایر اورانیوم و راه‌کاری برای مدیریت زباله هسته‌ای در سراسر جهان است.

RadPiper ربات خزنده

ویلیام واتاکر که نام رباتش را RadPiper نامیده‌ است، انتظار دارد بتواند مأموریت نظارت و پاک‌سازی لوله‌های ۳۰ اینچی و حتی بزرگ‌تر از آن را با موفقیت کامل انجام دهد. مزیت اصلی RadPiper این است که به‌طور خودکار درون لوله‌ها به حرکت و جستجو می‌پردازد. RadPiper مجهز به یک رادار لیزری است. این رادار لیزری (LiDAR) با ارسال امواج لیزری به بدنه لوله و بازگشت آن‌ها به مسیریابی و حرکت در میان لوله‌ها ادامه می‌دهد. لیدار همان تکنولوژی است که خودروهای بی‌سرنشین از آن برای جهت‌یابی استفاده می‌کنند. در کنار این تکنولوژی یک دوربین fisheye در سمت جلوی ربات وجود دارد تا تشخیص موانع و مشکلات در مسیر ربات ممکن باشد.

RadPiper با سنسوری جدید از یودید سودیم که توانایی شمارش اشعه گاما را دارد٬ برای اندازه‌گیری رادیواکتیو استفاده می‌کند. این سنسور با نام disc-collimated در دانشگاه کارنگی اختراع‌شده است. ربات تمام‌مسیر طول لوله را بررسی می‌کند و درنهایت دوباره به محل اول خود بازمی‌گردد. گزارش‌های روزانه ربات به تحلیلگران کمک می‌کند از آخرین وضعیت تأسیسات اطلاع کامل داشته باشند.

آینده صنعت رباتیک هسته‌ای نزدیک است

DOE برای توسعه ربات‌های خزنده ۱.۴ میلیون دلار به دانشگاه کارنگی پرداخت کرده است. اهمیت و وسعت این پروژه یکی از بهترین نمونه‌های عالی تجربه و تحلیل علوم رباتیک در دنیای واقعی است. DOE از هم‌اکنون به دنبال استفاده از این تکنولوژی در دیگر تأسیسات هسته‌ای حتی آن‌هایی که قرار است در آینده ساخته شوند همچون سایت Hanford یا سایت Savannah است. این موضوع ثابت می‌کند که رابطه میان تیم‌های مطالعه و تحقیق دانشگاهی، در عرصه روبات‌های توسعه‌یافته و دنیای تجارت می‌تواند بسیار مثبت باشد و حلقه طلایی صنعت و دانشگاه نتایج بزرگی را رقم بزند. با انتخاب ربات‌ها به‌عنوان پیش‌قراولان حضور انسان در محیط‌های خشن، سخت و خطرناک همانند محیط‌های رادیواکتیو یا سمی یا حتی کرات دیگر، نوید حضور موفق‌تر انسان در عرصه‌های سخت و چالش‌برانگیز به گوش می‌رسد.

 منبع: زومیت