MIT Kugel-Roboter sucht im Kernreaktor nach Lecks

Einen Miniaturroboter, der schwer zugängliche Kühlwasserrohre in Kernreaktoren überprüfen soll, haben Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt. Der Clou ist sein Steuersystem.

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"Es gibt allein in den USA 104 Kernkrafwerke, und 52 davon sind älter als 30 Jahre. Wir brauchen schleunigst verbesserte Methoden, um ihre Sicherheit zu gewährleisten", so Professor Harry Asada, Chef des d´Arbeloff Laboratory for Information Systens and Technology am MIT.

Ein notorischer Schwachpunkt bei der Überwachung der Sicherheit von Kernreaktoren sind seiner Meinung nach die meist unterirdisch verlegten oder einbetonierten Leitungen für Kühlwasser, bei denen es häufiger zu einem Austritt von radioaktivem Tritium komme.

Bislang gibt es nur indirekte Methoden, die Leitungen zu kontrollieren, ohne sie auszugraben: Etwa Ultraschall, oder das Anlegen einer Spannung, um aus dem Spannungsverlauf eine mögliche Korrosion der Rohre abzulesen.

Ein von Asada und seinem Team entwickelter Mini-Roboter soll künftig eine direkte Inspektion ermöglichen. Der kugelförmige Roboter von der Größe eines Hühnereis ist mit Kameras ausgestattet, die Echtzeitbilder liefert.

Als echte Herausforderung haben sich allerdings Antrieb und Steuerung des Robos erwiesen: In den Kühlwasserrohren gibt es massive Strömungen, gleichzeitig ragen an vielen Stellen Ventile oder Sensoren in den Wasserstrom.

"Aus diesem Grund kamen externe Propeller oder Ruder nicht in Frage", so Asada. Es musste auf jeden Fall vermieden werden, dass der Robot irgendwo hängen bleibt, was eine Abschaltung des Reaktors notwendig machen würde.

Die clevere Lösung: die Wissenschaftler lassen einen Teil des Wassers durch kleine Kanäle im Inneren des Roboters strömen und ändern über Ventile die Austrittsrichtung des Wassers.

Bei der Herstellung des jüngsten Prototyps dieses Roboters wurde das Netzwerk aus Kanälen und Y-förmigen Ventilen mit Hilfe eines 3D-Druckers Schicht für Schicht erzeugt. Vorgestellt wurde das System auf der 2011 IEEE Conference on Robotics and Automation.

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