Roboter und Drohnen im AKW Zwentendorf: Wettbewerb im AKW sorgt für neue Ideen

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Bei Unfällen mit radioaktivem Material geht es darum, Strahlung zu messen, Strahlungsquellen zu identifizieren und abzuschirmen oder einzusammeln. Wie das mithilfe von Robotern durchgeführt werden kann und wie schwierig das ist, zeigte sich jetzt beim Wettbewerb Enrich im österreichischen Zwentendorf.

Enrich, der seit 2017 zum dritten Mal im weltweit einzigen AKW, das niemals in Betrieb gegangen ist, stattfand, war in mehrere Wettbewerbskategorien unterteilt. Dazu zählten die Erstellung dreidimensionaler Umgebungskarten, die Bedienung von Ventilen durch die Roboter, die Bergung einer verletzten Person und eben die Lokalisierung von Strahlungsquellen. Letzteres lässt sich praktisch nicht simulieren, weswegen die Möglichkeit, mit echtem radioaktivem Material zu üben, von den teilnehmenden Teams sehr geschätzt wird. Rudolf Deutsch, der bei dem Wettbewerb für die Handhabung dieses Materials verantwortlich ist, hat uns im Interview erläutert, worauf dabei zu achten ist (siehe Video).

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Enrich-Interview mit Rudolf Deutsch

Beim Wettbewerb Elrob vor drei Jahren war noch versucht worden, die Suche nach Strahlungsquellen mithilfe von WLAN Access Points zu simulieren. Doch die Sensorik für diese Art Strahlung funktioniert völlig anders. “Sie wird viel weniger durch das Metall des Roboters abgeschirmt als Radioaktivität”, sagt Andreas Ciossek vom Team Telerob. Das habe zu irreführenden Messungen geführt, als er den Gammadetektor anfangs so auf dem Roboterarm befestigt hatte, dass er nach vorne abgeschirmt war. Das hatte zur Folge, dass er bei der Suche nach einer Strahlungsquelle, die in einer von drei nebeneinander aufgestellten Röhren verborgen war, an den Seiten höhere Werte angezeigt bekam als in der Mitte – wo sich die Quelle aber tatsächlich befand.

Eine andere Herausforderung ist die Suche nach Strahlungsquellen mit fliegenden Robotern. Hier ist die Traglast begrenzt, um die dafür nötige Sensorik und Rechenleistung unterzubringen. Die Drohne des Teams vom US-amerikanischen Southwest Research Institute hatte eine Nutzlastkapazität von 1,5 kg, was ausreichte, um die 900 g schwere Ausrüstung unterzubringen.

Die im 42 Meter hohen Schacht in einer Röhre versteckte Strahlungsquelle konnte damit in 21 Meter Höhe zuverlässig detektiert werden. Beeindruckend waren auch die dreidimensionalen Umgebungskarten, deren Auflösung im vorangegangenen Artikel aufgrund eines Missverständnisses falsch angegeben wurde: Die Voxel haben keine Kantenlänge von 3, sondern 0,3 Metern. Dem Team brachte das bei der abschließenden Bewertung durch die Enrich-Jury den ersten Platz ein.

Das britische Team LUCAS folgt dicht dahinter. Deren deutlich kleinere Drohne war beim ersten Durchgang abgestürzt – nicht aufgrund eines Fehlers bei der Selbstlokalisierung, wie zunächst vermutet wurde, sondern weil der Flight Controller eine Fehlfunktion hatte: Nach einem Abbruch der Funkverbindung hatte der die Drohne nicht wie vorgesehen in den Schwebeflug gesteuert. Beim zweiten Versuch gelang es dann, die Drohne durch den Schacht zum Reaktorkern zu fliegen und eine Umgebungs- und Strahlungskarte zu erstellen.

Der Gammadetektor am Quadrokopter des Teams Lucas ist klein und leicht — kostet aber 3000 Euro.

Bei der Lokalisierung der Strahlungsquellen mit Bodenrobotern entschieden sich die Schiedsrichter, den ersten Platz an die Teams Hector und Fraunhofer FKIE zu vergeben, da deren Leistungen zu dicht beieinander lagen.

Das FKIE erreichte mit seinem innovativen Virtual-Reality-Ansatz zur Steuerung des Roboterarms auch den zweiten Platz in der Kategorie Manipulation, hinter Dynamics, die mit einem selbst angefertigten Werkzeug die Ventile in Rekordzeit schließen konnten. Hector wiederum kann sich über einen weiteren ersten Platz in der Kategorie 3D-Mapping freuen.

Die Veranstalter zeigten sich mit den Ergebnissen sehr zufrieden und verkündeten zum Abschluss, dass die nächste Enrich im Juni 2023 stattfinden wird.


(kbe)

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