Manola

Manipulatorgesteuerter Oberflächenabtrag durch Lasertechnologie (MANOLA)

Der Rückbau von kerntechnischen Anlagen erfordert die qualifizierte Dekontamination radioaktiv belasteter Oberflächen, um so die zu entsorgende Menge radioaktiven Abfalls zu minimieren. Durch die beschleunigte Entwicklung der Lasertechnik stehen in zunehmendem Maße leistungsfähige Diodenlaser zur Verfügung, deren Strahlung mittels Glasfaseroptiken über eine große Strecke geführt werden kann. Aufgrund dieser Entwicklung ist die Möglichkeit gegeben, lasergestützte Dekontaminationsprozesse zu realisieren.

In Zusammenarbeit mit der Universität Karlsruhe wird ein Manipolatorgesteuerters Verfahren zum Abtrag von Betonoberflächen mit Hilfe der Lasertechnologie entwickelt. Schwerpunkt der neuen Kooperation zwischen den beiden Hochschulen ist die Kombination und Optimierung der bisher getrennt entwickelten Systeme (Laserdekontamination – LASABA an der TU Dresden und ein autark arbeitender Manipulator für Dekontaminationsarbeiten - AMANDA an der Universität Karlsruhe) unter besonderer Berücksichtigung der Praxisanforderungen. Durch diese Kombination entsteht ein neues und universell einsetzbares Dekontaminationssystem, das extrem flexibel, kompakt, bedarfsgenau und feinfühlig arbeitet und dabei den Personaleinsatz in Strahlenfeldern deutlich minimieren wird. Die Nutzung vorhandener Synergien soll zu einer ganzheitlichen Optimierung des Abtragverfahrens und somit zu einer bedeutenden Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit gegenüber konventionellen mechanischen Technologien führen.

Insbesondere der Einsatz eines neuartigen Diodenlasersystems mit 10 kW Dauersstrahlleistung in Verbindung mit einer neu entwickelten, sehr leichten Koaxialdüse zum Austragen der Betonschmelze ermöglicht es, die Abtragsleistung gegenüber der bisher eingesetzten Lasertechnik deutlich zu erhöhen. Da der Abtragsprozess selbst keine mechanischen Rückwirkungen auf das Trägersystem ausübt, kann der Manipulator im Vergleich zu einem mit einer Fräse bestückten Gerät deutlich kleiner und leichter gebaut werden. Dadurch wird erreicht, dass in Verbindung mit der koaxialen Abtragsdüse das Dekontaminationsgerät auch unter komplizierten räumlichen Gegebenheiten eingesetzt werden kann. Die Anwendung verschiedener Laseroptiken mit kreisförmigen oder rechteckigen Strahlprofilen unterschiedlicher Breite ermöglicht es, je nach Anforderung, zwischen einen auf Abtragstiefe oder Abtragsfläche optimierten Prozess zu wählen. Zur Sicherung einer optimalen Prozessführung des Laserabtrages wird ein intelligentes Sensorsystem, bestehend aus Abstandssensoren, Hinderniserkennung und Bildverarbeitung eingesetzt.