Grossbritannien: Roboterschlange zum Laserschweissen in Fusionskraftwerken entwickelt

Die britische Atomenergiebehörde UKAEA leitet das britische Fusionsprogramm am Culham Centre for Fusion Energy (CCFE) in der Nähe von Culham in der englischen Grafschaft Oxfordshire. Diese weltweit führende Forschungseinrichtungen im Bereich der Kernfusion betreibt das derzeit grösste Tokamak-Experiment, den Joint European Torus (JET). Er soll den Bau und Betrieb des Internationalen Thermonuklearen Experimentalreaktors (Iter) im südfranzösischen Cadarache vorantreiben. Zum CCFE gehört auch das Robotik-Forschungszentrum Remote Applications in Challenging Environments (Race).

Am Race wurde im Rahmen eines sieben Jahre dauernden und von der UKAEA mit £ 2,7 Mio. (CHF 3,3 Mio.) unterstützten Projekts auch eine Roboterschlange für Laserschweissarbeiten entwickelt. Sie kann in Rohrsystemen eingesetzt werden, in deren Umgebung es zu wenig Platz oder eine zu starke Strahlung für menschliche Arbeiter hat. «In Fusionsmaschinen müssen die Rohrleitungen aufgrund der gefährlichen Umgebung ferngesteuert angeschlossen und getrennt werden», sagt Tristan Tremethick, leitender Konstruktionsingenieur bei UKAEA, der den Roboter in einem YouTube-Video vorgestellt hat.

Tremethick will den Roboter vor allem für Unterhaltsarbeiten beim zukünftigen Fusions-Demonstrationskraftwerk «Demo» einsetzen, dem Nachfolger von JET: «Die Verrohrung im Demo ist wegen des begrenzten Arbeitsraums eine besondere Herausforderung.» Dort werde es eine grosse Anzahl an Röhren geben, die auf engstem Raum angeordnet seien und welche die unterschiedlichen Bestandteile des Fusionsreaktors miteinander verbinden würden. «Normalerweise wird das Roboterschweissen ausserhalb der Röhre durchgeführt, doch der knappe Platz bei Demo führt dazu, dass diese Technik aus dem Röhreninnern durchgeführt werden muss», so Tremethick, der sich darüber freut, dass die Schlange ihre erste Testphase erfolgreich bestanden habe und patentiert wurde.

Das YouTube-Video zeigt, wie die Roboterschlange mit Hilfe eines ferngesteuerten Startsystems in das Röhrensystem einfährt. Tremethick erklärt, dass die Schlange dann mit Hilfe von Ultraschallsensoren die richtige Position innerhalb der Röhre findet, wo sie sich dann am Rohr festklemmt. Ein von Race entworfener Laserschweisskopf erstelle dort die innenliegende Schweissnaht. Danach könne der Roboter zur nächsten Schweissstelle navigieren. Race hat auch ein Laserschneidewerkzeug entwickelt, das nach den gleichen Prinzipien wie die Roboterschlange arbeitet. «Wir glauben, dass diese Technologie auch für andere industrielle Anwendungen hilfreich sein wird», so Tremethick.