رباتیک در محیطهای هستهای؛ پاکسازی و دفع زباله
انرژی هستهای در طول ۶۰ سال گذشته به یک جزء حیاتی در سیستمهای انرژی جهان تبدیل شده است و حدود ۵٪ از کل انرژی مصرفی در سراسر جهان و ۱۳.۵٪ از برق جهان را تأمین میکند. انرژی هستهای ۸٪ از انرژی مصرفی در ایالات متحده و ۲۰٪ از برق این کشور را تأمین میکند، اما نیروگاههای هستهای سیستمهای فوقالعاده پیچیدهای با پیامدهای فاجعهبار خرابی هستند. رباتیک و ربات صنعتی و اتوماسیون صنعتی، نیروگاههای هستهای را قادر میسازد تا با خیال راحت کار کنند و از رده خارج شوند.
سیستمهای خودکار وظایفی مانند ارزیابی وضعیت عملیات، تصمیمگیری در موقعیتهای بحرانی در لحظه و عملیات از راه دور را انجام میدهند. آنها به دلایل مختلفی به کار گرفته میشوند: انجام وظایف از راه دور در مناطقی که برای کار انسان بسیار خطرناک هستند، مانند مناطق بسیار گرم، بسیار بالاتر از سطح زمین یا رادیواکتیو؛ خودکارسازی رویههای خاموش کردن؛ خودکارسازی مکانیسمهای ایمن در برابر خرابی و نظارت بر تمام عملیات نیروگاه برای اطمینان از کارایی و ایمنی آنها.
رباتها در محیطهای هستهای بسته به وظیفهای که بر عهده دارند، بر روی سیستمهای حرکتی مختلفی کار میکنند. رباتهای کاملاً خودکار که میتوانند راه بروند، رانندگی کنند، شنا کنند یا در محیط پرواز کنند، به ویژه در مقابله با زبالههای هستهای یا ریزشهای رادیواکتیو ناشی از فجایع هستهای اهمیت دارند.
اجزای نصب شده روی ریل و دروازه، بازوهای ثابت و سایر اجزای مکانیکی خودکار، همگی نیروگاههای هستهای را قادر میسازند تا از اتوماسیون صنعتی برای افزایش کارایی و ایمنی استفاده کنند.
به طور مشابه، رباتها بسته به کاربرد، طیف گستردهای از حسگرها، پردازندهها و محرکها را به کار میگیرند. محاسبات پیشرفته همچنین برای عملکردهای بینایی ماشین، هوش مصنوعی و تصمیمگیری و کاربردهای حسگری مورد نیاز است.
استفاده از رباتها برای پاکسازی زبالههای هستهای
یکی از محیطهایی که رباتها به طور منحصر به فردی برای کار مناسب هستند، عملیات پاکسازی زبالههای هستهای است. دلیل این امر، سطوح بالای تشعشعات است که این وظایف را برای انسانها بسیار خطرناک میکند.
با این حال، بسیاری از زبالههای هستهای در انبارهای موقت باقی میمانند، زیرا فناوری رباتها هنوز به نقطهای نرسیده است که بتواند با این زبالهها مقابله کند.
کار مرکز ملی رباتیک هستهای نه تنها بر مقابله با مشکل زبالههای هستهای متمرکز است، بلکه بر توسعه سیستمهای رباتیک برای سایر وظایف در انرژی هستهای نیز تمرکز دارد.
با پیشرفت فناوری که رباتها را هدایت میکند، آنها به طور فزایندهای برای نگهداری و بازرسی در حین کار نیروگاههای هستهای موجود حیاتی خواهند شد و قادر به انجام وظایف پیچیدهتر و بیشتری خواهند بود.
طراحیهای جدید راکتورهای هستهای به شدت از کمک رباتها برای افزایش قابلیتهای اتوماسیون بهره میبرند. این سطح رو به افزایش اتوماسیون، علاوه بر اینکه عملیات پیچیده را در محیطهای هستهای خطرناک به طور ایمن و کارآمد اجرا میکند، ساخت، بهرهبرداری و از رده خارج کردن راکتورهای هستهای را نیز ارزانتر خواهد کرد. این امر تأثیر مثبتی بر کاهش هزینه محلی برق (LCoE) خواهد داشت و اثرات افزایش هزینههای انرژی را تا حدودی کاهش میدهد.
اتوماسیون برای انرژی هستهای ایمنتر
در حالی که انرژی هستهای مقادیر قابل توجهی انرژی بدون کربن به اقتصاد جهان ارائه میدهد، برای بسیاری، معایب آن بر این مزایای مثبت غلبه دارد. مهمترین این معایب، مشکل زبالههای هستهای است؛ هنوز هیچ راه امنی برای دفع آنها وجود ندارد. مشکل دیگر انرژی هستهای، ایمنی است: وقتی راکتورهای هستهای دچار مشکل میشوند، اثرات فاجعهباری دارند. رباتها و سیستمهای خودکار میتوانند این مشکلات را حل کنند تا به ما در تولید ایمن انرژی هستهای کمک کنند.
پلیکان برای استخراج مواد خارجی
پلیکان وسیلهای است که امکان استخراج مواد خارجی بالقوه موجود در مجتمعهای سوخت را، صرف نظر از موقعیت آنها ، فراهم میکند .
پس از نصب بسیار سریع ۳۰ دقیقهای ، این ربات قادر است مواد خارجی روی مجتمعهای سوخت را در کمتر از ۱۵ دقیقه استخراج کند.
پلیکان کاملاً ایمن و قابل کنترل است و از هرگونه آسیب به مجموعههای سوخت جلوگیری میکند. ابعاد کوچک آن، حمل و نقل مستقیم به ساختمان سوخت از طریق ساختمان کمکی را آسان میکند.
کباتیک - اولین دست راست اپراتورها
تیم «توسعه فرآیند» کارخانه سن مارسل، یک برنامه توسعه کباتیک با ربات کوکا، یعنی استفاده از رباتهایی که در عملیات انجام شده توسط پرسنل عملیاتی کمک میکنند، پیشنهاد داد. بنابراین، یک کباتیک در اتاق فرآیندها کارخانه نصب شده است. این یک بازوی رباتیک و مفصلی است که توسط یک اپراتور هدایت میشود.
با این ربات همکار، هدف کاهش کار طاقتفرسا و خطر مشکلات اسکلتی-عضلانی مرتبط با اقدامات تکراری است. نقش اپراتور در حال تغییر است و به نظارت بر عملیات تبدیل میشود.
این رباتهای همکار توانایی خاصی برای توسعه در همان محیطی که اپراتور انسانی با تمام شرایط ایمنی اعمال میشود، با هدف همکاری مورد نیاز دارند: انسانها و ماشینها با هم کار میکنند.
این ربات همکار، سبک و انعطافپذیر، جمعوجور و به راحتی قابل جابجایی است. با توجه به سازگاری با ساختوسازهای این مرکز، برنامهنویسی و کنترل آن بسیار ساده است، زیرا ربات همکار حرکات اپراتور انسانی را ثبت و از آنها کپی میکند.
رباتیک در هسته ای
واضح است که برخی از این وظایف تکراری یا مناطق بسیار رادیواکتیو، خود را به استفاده از پلتفرمهای رباتیک وامیدارند. کارهای زیادی برای توسعه راهحلهایی برای این موارد انجام شده است. پلتفرمهای رباتیک آبی برای استفاده در مخازن ذخیرهسازی زبالههای هستهای غوطهور، بازوهای رباتیک برای برش لیزری سازهها، دستگاههای مبتنی بر پهپاد برای بررسیهای سایت و رباتهای زمینی برای توصیف خودکار انبار و محیطهای ناشناخته.
مشکل رباتها
من عاشق رباتها هستم و معتقدم که سیستمهای رباتیک باید و باید نقش بزرگی در محیطهای سخت ایفا کنند، اما هنوز مواردی وجود دارد که تاکنون استقرار سیستمهای رباتیک را در حاشیه استفاده قرار داده است. این موارد شامل موارد زیر است، اما محدود به آنها نیست:
· رباتها کودن هستند : در مقایسه با انسان که در حال ارزیابی موقعیت است. ربات تغییر شکلدهنده هیتاچی دچار یک مشکل رایج در سیستمهای رباتیک شد، در سوراخی در شبکهای که روی آن حرکت میکرد گیر کرد، انتظارش را نداشت و اپراتور انسانی نمیتوانست آن را ببیند، زیرا ربات به اندازه کافی «هوشمند» نبود که از آن اجتناب کند یا علامتی را بالا ببرد. رباتها فقط به همان اندازه که ما آنها را هوشمند میسازیم، هوشمند هستند!
· اثرات تشعشعات: رباتها به راحتی بیشتر از انسانها زنده میمانند، اما هنوز هم در مناطق با دوز بالا، قطعات الکترونیکی دچار نقص میشوند.
· گیر افتادن در تله: اکثر رباتها (به جز پهپادها) اغلب نیاز دارند که از طریق تله به هم متصل شوند. این کار برای ایمنی است، در صورتی که ربات خراب شود، به این معنی که میتوان آن را بدون هیچ مشکلی بیرون کشید اما باعث ایجاد مشکل در گیر افتادن میشود.
· رباتها به یک اپراتو ماهر نیاز دارند: این مجموعه مهارت رایج نیست.
· صنعت آماده نیست: وقتی کارها برای مدت طولانی به یک روش خاص انجام شده است، تغییر آن دشوار است. تازه اگر همه مسائل مربوط به صدور مجوز قانونی را هم در نظر نگیریم و اینکه چه کسی وقتی مشکلی پیش میآید مسئولیت را بر عهده میگیرد؟!