In de Verenigde Staten gaat een robot de pijpen van een voormalige uraniumverrijkingsfabriek inspecteren op radioactiviteit. Hierdoor hoeven minder mensen dit risicovolle werk te doen.

Voor gebruik in kerncentrales moet uranium uit de natuur eerst worden verrijkt. Dat wil zeggen, van het uranium dat in de grond zit moet het isotoop uranium-235 worden gescheiden van het niet nuttige uranium-238. Dat is dan ook het proces dat jarenlang plaatsvond in een verrijkingsfabriek nabij Piketon, Ohio.

De fabriek werd al begin deze eeuw gesloten, maar het opruimen van deze ‘besmette’ fabriek is een omvangrijke klus. Zo zitten er in het buizenstelsel van de fabriek radioactieve resten uranium. Voordat de fabriek echt ontmanteld kan worden, moet eerst precies bekend zijn waar het uranium allemaal zit, en hoeveel.
 

Gevaarlijk en duur

Het meten van het uranium door mensen is echter gevaarlijk werk en daardoor ook duur. Voor deze verrijkingsfabriek zit het werk er bijna op; het kostte crews met arbeiders drie jaar. In één van de gebouwen is nog 15 mijl (24 km) aan buizen over om te checken, dus de opdrachtgever had behoefte aan een goedkopere methode.

Daarvoor ontwikkelden onderzoekers van het Robotics Institute van Carnegie Mellon University een robot die de pijpen in gaat en daar radioactiviteit kan opsporen. Robot ‘RadPiper’ beweegt zich voort op rupsbanden, en meet ondertussen het stralingsniveau van zijn omgeving. Uit eerdere tests is gebleken dat de robot stralingsniveaus nauwkeuriger kan meten dan mensen, die de buizen niet in kunnen, maar alleen van buitenaf kunnen meten.

 

Camera en lidar

De RadPiper neemt zijn omgeving waar met een camera aan boord en met een lidar, een systeem dat laserpulsen gebruikt om de afstand tot een bepaald object te meten. Voor de metingen van radioactiviteit gebruikt de RadPiper een natriumjodide-sensor. Die detecteert gammastralen en telt ze; een schatting van de intensiteit aan radioactieve straling die de buizen nog afgeven.

De sensor zit tussen twee grote loodschijven in, die ervoor zorgen dat de robot enkel de straling vanuit een bepaald gebied ontvangt. Zo kan hij precies meten op welke plekken veel radioactiviteit zit. Voor deze klus moet RadPiper buizen ingaan met diameters van 76 tot 106 cm, waar hij elke 30 cm een meting gaat doen.

Na de verkenning keert de RadPiper automatisch terug naar zijn startpunt. De data-analyse vindt aan boord plaats en de resultaten zijn nog op dezelfde dag beschikbaar. De delen van het buizenstelsel die gevaarlijke hoeveelheden radioactief uranium bevatten, worden weggehaald en ontsmet.
 

Lagere arbeidskosten

‘We verwachten dat de arbeidskosten zo’n acht keer lager worden dankzij de RadPiper’, zegt Rodrigo Rimando Jr. van het Amerikaanse Ministerie van Energie, in een persbericht. ‘We zijn nog minstens vijftig jaar bezig met het opruimen van kernafval, dus we hebben veel plek voor experts van het Robotics Institute voor de volgende werkgeneraties.’

Carnegie Mellon University levert in mei de onderdelen voor twee prototypes van de RadPiper aan de verrijkingsfabriek in Ohio. De universitaire onderzoekers verwachten hun ontwerp van RadPiper te kunnen patenteren.

Beeldmateriaal Carnegie Mellon University