Verbundprojekt: Emissionsvermeidung durch Laser-Ablation beim Einsatz im nuklearen Rückbau
Teilprojekt: Entwicklung eines Laserablationsprozesses zur effektiven Zerstörung von Oberflächenschichten
Eckdaten
Förderkennzeichen: 15S9450A
Projektlaufzeit:
11/2024 - 10/2027
Projektpartner:
TU Bergakademie Freiberg, Professur GWA (Koordinator)
Weber Schweißmaschinen GmbH
Assoziierte Partner:
RWE Nuclear GmbH
Clean Lasersysteme GmbH
Glatt Laser Process Technologie GmbH
Krantz GmbH
Ansprechpartner an der Professur GWA:
Prof. Dr.-Ing. Hartmut Krause
Dipl.-Ing. Andreas Pestel
M. Sc. Tommy Flößner
Übersicht zum Projekt
Im Rahmen des Rückbaus der kerntechnischen Anlagen in Deutschland müssen pro Kernkraftwert ca. 350.000m² Oberfläche von potentiell belasteten Dekontaminationsbeschichtungen befreit werden. Diese Dekontaminationsbeschichtungen können nicht nur radioaktive Verunreinigungen enthalten, sondern aufgrund ihres Alters auch mit toxischen Verbindungen wie z.B. PCB belastet sein. Um sowohl die radioaktiven Verunreinigungen rückstandsfrei abzutragen als auch gefährliche chemische Verbindungen rückstandsfrei zersetzen zu können, soll in Projekt Emilia die thermische Zersetzung dieser Dekontaminationsbeschichtungen im Laser-Plasma eines Hochleistungs-Impuls-Lasers untersucht und der gesamte Ablationsprozess hinsichtlich der Reaktionsbedingungen im Plasma zur Senkung der Emissionen optimiert werden. Es werden die Kriterien zur Sicherstellung der Abtragsqualität festgelegt und ein Inline-Analyseverfahren zur Vollständigkeit des Abtrages in den Arbeitskopf integriert. Somit wird ein wertvoller Beitrag zum Ausstieg aus der Kernenergie in Deutschland sowie zur umweltschonenden Vermeidung von radioaktiv bzw. toxisch belasteten Abfällen geleistet.
Arbeitsschwerpunkte
Der Schwerpunkt des Projektes liegt in der Entwicklung und dem Bau eines Demonstrators, welcher folgende Kernziele verfolgt:
- Optimierung des Laser-Ablationsprozesses hin zur effektiven Zerstörung der Gefahrstoffe mit einem Lasersystem, dass sowohl für Beton- als auch Metallsubstrate geeignet ist,
- Vermeidung der unkontrollierten Freisetzung von belasteten Gasen, Aerosolen und Partikeln,
- Implementierung einer Automatisierungslösung zur Reduzierung der Strahlungsbelastung des Bedienpersonals,
- Miniaturisierung, Weiterentwicklung und Integration eines infrarotbasierten Lackdetektionsverfahrens zur Sicherstellung des vollständigen Abtrages der Dekontaminationsbeschichtungen.
Kernaussagen/-ergebnisse
Das Projekt soll einen wertvollen Beitrag zum Rückbau der kerntechnischen Anlagen im Rahmen des deutschen Atomausstieges leisten. Durch die sichere und nahezu rückstandsfreie thermische Zersetzung von Dekontaminationsbeschichtungen direkt auf der Oberfläche wird das Aufkommen von Primär- und Sekundärabfällen minimiert und gegenüber alternativen Oberflächendekontaminationsverfahren um mehrere Faktoren reduziert. Somit sinken die Kosten für die Behandlung, Handhabung und ggf. Entlagerung von radioaktiven und/oder toxischen Abfällen drastisch. Überdies werden sowohl die Umwelt als auch das Personal durch das emissionsarme Verfahren geschützt.