ITERin yksi vaativimmista toimenpiteistä onnistui: VTT vaihtoi fuusioreaktorin epäpuhtauksia keräävän kasetin etäohjattuna

VTT on saavuttanut ITER-fuusioreaktorin etäohjauksen kehitystyössä merkittävän tavoitteen, kun divertori-kasetti vaihdettiin reaktorin etähuollon tutkimusympäristössä ensimmäistä kertaa etäohjattuna. Operaatio on vaativimpia toimenpiteitä tulevassa ITER-fuusioreaktorissa, jonka rakennustyöt etenevät Etelä-Ranskan Gadarachessa vauhdikkaasti.

ITERin teknologialta edellytetään paljon, sillä sen avulla hallitaan sadassa miljoonassa celsiusasteessa palavaa fuusioplasmaa. Kun ITER on käytössä, sen ydinosat aktivoituvat neutronipommituksessa. Siksi kaikki huolto-, tarkastus- ja korjaustoimet tehdään etäoperoinnin avulla.

ITERin reaktorikammion alaosassa sijaitsee muutaman millimetrin tarkkuudella käsiteltävän reaktorikomponentin eli divertorin 54 kasettia, joista kukin on kooltaan 3,4 m x 2,3 m x 0,6 m ja painaa noin 10 tonnia. Divertori-kasetti on ikään kuin valtava tuhkakuppi, johon kuuma tuhka ja epäpuhtaudet laskeutuvat.

Etäoperoinnissa divertorin 54 kasettia asennetaan robotin ja manipulaattorin avulla kolmen erillisen huoltotunnelin kautta. Kun divertorit on aika poistaa, niiden lukitukset avataan, ne irrotetaan ITER-reaktorikammiosta, sijoitetaan kuljetuskonttiin ja kuljetetaan pois ns. hot cell -tiloihin käsiteltäviksi. Suunnitelmien mukaan osat vaihdetaan kolme kertaa reaktorin 20 vuoden käyttöiän aikana.

Kasetin vaihtoa varten VTT:n tutkimustiloissa Tampereella sijaitseva ’Divertor Test Platform’ eli DTP2-tutkimusympäristö oli pimennetty ITERissä vallitsevia olosuhteita vastaaviksi ja koko operaatio suoritettiin valvomosta virtuaalimallien ja kameranäkymän avustamana. DTP2 on kooltaan täysmittakaavainen malli fuusioreaktorin pohjaosasta, ns. divertor-alueesta. Itse testialusta on noin 20 metriä pitkä ja painaa noin 65 tonnia.

Operoinnin onnistumista oli paikalla todistamassa edustajia myös ITERin eurooppalaisesta koordinoinnista vastaavasta Fusion for Energy:stä (F4E) sekä ITER-organisaatiosta. Etäoperointiin ja huolto-operaatioihin liittyvää työtä ei ole vielä saatettu loppuun, vaan se jatkuu edelleen.

Reaktoriin tulevia komponentteja valmistetaan eri puolilla maailmaa ja Eurooppaa. Suomessa VTT:llä tehdään yhteistyössä Tampereen teknillisen yliopiston kanssa ITER-reaktorin divertoriosan etähuoltoon liittyvää tutkimus- ja kehitystyötä.

ITER-reaktorin huollossa etäoperoinnilla ja virtuaalitekniikoilla on keskeinen sija, ja niillä on laajat sovellusmahdollisuudet myös teollisuudessa. Vastaavaa teknologiaa hyödynnetään mm. avaruuslennoilla sekä vedenalaisissa ja maanalaisissa tehtävissä. Järjestelmässä yhdistyvät robotiikka, kehittyneet teknologiset työkalut, tehokkaat tietokoneet ja virtuaalisen todellisuuden alustat.

Lisätietoja:

VTT
Erikoistutkija Jorma Järvenpää
Puh. 040 511 7755
jorma.jarvenpaa@vtt.fi

Lisätietoja VTT:stä:

Olli Ernvall
Viestintäjohtaja
puh. 040 840 0288
olli.ernvall@vtt.fi
www.vtt.fi

VTT (Teknologian tutkimuskeskus VTT) on kansainvälisesti verkottunut, moniteknologinen tutkimuskeskus, joka tuottaa asiakkailleen korkeatasoisia teknologisia ratkaisuja ja innovaatiopalveluja. VTT lisää asiakkaidensa kansainvälistä kilpailukykyä ja edistää näin yhteiskunnan kestävää kehitystä, työllisyyttä ja hyvinvointia. Joka kolmas suomalainen korkean teknologian innovaatio sisältää VTT:n osaamista. VTT:llä työskentelee 2900 eri alojen asiantuntijaa. VTT:n liikevaihto on 310 M€. VTT:n päätoimipisteet Suomessa ovat Espoossa, Tampereella, Oulussa ja Jyväskylässä.

Avainsanat: