Lasersnijden biedt uitkomst bij ontmantelen kernreactoren Door gebruik te maken van een specifieke eigenschap van het lasersnijden, is het Duitse wetenschappers gelukt om onder water kernreactorelementen te ontmantelen, waarbij bijna geen radioactief afval in het koelwater terecht komt. Steeds meer kerncentrales bereiken hun maximale levensduur of worden stilgelegd omdat we af willen van kernenergie. Om de extra inspanning voor het filteren van water bij de ontmanteling te reduceren, hebben wetenschappers van het Laser Zentrum Hannover een lasersnijproces ontwikkeld en gevalideerd. Met deze methode komt tot 95 procent minder radioactief afval in het water terecht als het binnenste van de reactorvaten in stukken wordt gesneden.
Vier meter onder water sneden de wetenschappers met succes RVS-platen. (Foto’s LZH)
Smelt blijft hechten Bij een ontmanteling worden de componenten van de reactor ter plaatse in het koelwater gedemonteerd. Voor deze benadering heeft de Groep Onderwatertechniek van LZH gebruik gemaakt van het voordeel van een bijzondere eigenschap van het lasersnijden: het smelt van de verbinding blijft tijdens het snijden aan de plaat hechten. Bij conventionele methoden, zoals waterstraalsnijden of het snijden met zaagbladen, wordt materiaal uit de snijspleet, samen met eventueel (procesafhankelijk) toegevoegd abrasief overgedragen aan het koelwater. Het water moet dan van dit secundaire afval worden gereinigd en dat is een dure grap.
Het door LZH ontwikkelde laseroptiek voor het ontmantelen van kerncentralecomponenten onder water.
Slim aanpassen parameters Door het slim aanpassen van de parameters zoals laservermogen, gasdruk en snijsnelheid, konden de onderzoekers het gewichtsverlies bij het snijden van RVS-plaatmateriaal met wel 95 procent verminderen. Zo komt er ook navenant minder secundair afval in het water terecht. Het proces functioneert op de zelfde wijze bij zirkonium legeringen, eveneens een gebruikelijk materiaal voor reactorcomponenten.
Speciaal laseroptiek In het onderwatertechnicum Hannover is het de groep gelukt om op een diepte van 4 meter onder water met succes 3 en 15 mm dik RVS materiaal te snijden. Hiervoor hebben ze een laseroptiek ontwikkeld en gebouwd dat helemaal is geoptimaliseerd op het onder water ontmantelen van kerncentrale componenten. De tests werden uitgevoerd met een mobiele disklaser van Laser on Demand. In het kader van de validatie kon de Groep Onderwatertechniek van LZH samen met partner Orano het proces van laboratoriumschaal opvoeren tot bijna industriële condities, corresponderend met Technology Readiness Level 6.
Het principe van het voorkomen van secundair afval: bij het lasersnijden blijft het smelt aan de plaat hechten en hoeft dus niet uit het water te worden verwijderd.
41
