Kairos Power تُدخل نظام الفحص الآلي لتعزيز قدرات التحكم في جودة كريات الوقود النووي

قامت Kairos Power بتفعيل نظام الفحص الآلي وعلامات الليزر، المصمم خصيصًا لكريات الوقود النووي، مما أضاف قدرات جديدة للتحكم في الجودة للشركة في الاختبارات القادمة لمكونات المفاعل والمصنع التجريبي Hermes 2 المزمع نشره في المستقبل. يعمل هذا النظام المخصص في مركز تطوير التصنيع الواقع في ألبوكيركي، نيو مكسيكو، الولايات المتحدة. يمكن للنظام قياس كل حبة وقود وفقًا لمواصفات التصنيع، وتسجيل خصائصها، ونقش رمز تتبع فريد على كل حبة. هدف Kairos Power هو فحص 70,000 حبة وقود تم فحصها مسبقًا للمنصة الاختبارية القادمة، بما في ذلك الوحدة الثانية للاختبار الهندسي (ETU).

وظائف نظام الفحص الآلي

أفادت الشركة أن نفس قدرات الفحص والتتبع ستدعم مصنع Hermes 2 المستقبلي الواقع في أوك ريدج، تينيسي. يمثل هذا الإنجاز حلاً للتحديات العملية التي تواجه تطوير مفاعلات نووية تعتمد على كريات الوقود: الحفاظ على جودة التصنيع المتسقة أثناء الاختبار والتشغيل، مع تتبع كل عنصر من عناصر الوقود.

تقوم Kairos Power بتطوير تقنية المفاعل عالي الحرارة المبرد بالملح الفلوري، والتي تستخدم عناصر وقود كروية، تُعرف عادةً باسم الحبيبات. قبل دخول الحبيبات إلى المنصة الاختبارية أو استعدادها للنقل، تقوم خط الإنتاج الآلي الجديد بإجراء سلسلة من فحوصات الجودة عليها. يقيس النظام في الوقت الحقيقي قطر كل حبة، وشكلها الهندسي، وكثافتها، للتأكد من مطابقتها لمواصفات التصنيع. بعد ذلك، يقوم الليزر عالي الدقة بمسح السطح الخارجي للحبيبات على مستوى الميكرون لتقييم سلامتها الهيكلية. يتيح أتمتة هذه الفحوصات للشركة معالجة الحبيبات أثناء جمع القياسات الموحدة، مما يوفر بيانات فردية لكل سجل.

ستساعد هذه البيانات المهندسين في تحديد التباينات في التصنيع، وتحسين الأنشطة الإنتاجية اللاحقة.

لم يعد النظام يعتمد فقط على السجلات الجماعية، بل يربط نتائج الفحص بكل حبة، مما يوفر معلومات أكثر تفصيلًا حول عناصر الوقود التي تدخل الاختبار. بعد الفحص، ستنتقل كل حبة إلى محطة النقش بالليزر بالأشعة تحت الحمراء. يقوم النظام بنقش ثلاثة رموز بيانات زائدة على السطح الجرافيتي، مشابهة لرموز QR، وفقًا لمعلومات الشركة، بعمق نقش يبلغ حوالي نصف مليمتر. سيربط كل رمز الحبة بسجل فردي يحتوي على قياساتها، وكثافتها، ودفعة المنتج، وحالة الفحص. تساعد العلامات الأخرى المحيطة بالرموز النظام البصري في التعرف على أنواع مختلفة من الحبيبات، حتى لو كانت بيانات المصفوفة تالفة.

أهمية القابلية للتتبع

ستصبح هذه القابلية للتتبع أكثر أهمية مع توسع Kairos Power في أنشطة تطوير واختبار الوقود الخاصة بها.

من خلال ربط عناصر الوقود الفيزيائية ببيانات التصنيع والفحص، يمكن للمهندسين تتبع حالة كل حبة خلال عمليات المعالجة والاختبار اللاحقة. كما تتوقع الشركة أن تساعد هذه العلامات في تمييز أنواع الحبيبات المختلفة، وتحسين قياسات استهلاك الوقود، وتعزيز المساءلة عن المواد أثناء تشغيل المفاعل. قال كبير مهندسي فريق الوقود في Kairos Power، Kirby Boone: "من خلال أتمتة عمليات التحكم في الجودة والنقش بالليزر داخليًا، نحن نبني القدرات الأساسية والدعم لتطوير الوقود."

وأضاف Boone أن النظام سيولد بيانات لتوجيه أنظمة التصنيع والمعالجة المستقبلية من Hermes 2 إلى أسطول الشركة التجاري المخطط له.

حالياً، يقوم خط الإنتاج الآلي بمعالجة الحبيبات الخاصة بالعرض التجريبي القادم، والهدف القريب هو فحص 70,000 عنصر وقود للمنصة الاختبارية، بما في ذلك الوحدة الثانية للاختبار الهندسي (ETU). كما يهدف النظام لدعم Hermes 2، وهو المصنع التجريبي الذي تخطط الشركة لبنائه في أوك ريدج. تقوم Kairos Power بتطوير بنية الفحص داخليًا، بحيث يمكنها الاستفادة من دروس كل نشاط إنتاجي لتحسين عمليات التصنيع، والاستعداد للإنتاج الضخم للوقود.

تأثير نظام الفحص الآلي على تطوير الوقود النووي

لا يعزز نظام الفحص الآلي في Kairos Power فقط قدرات التحكم في جودة الوقود النووي، بل يؤسس أيضًا لعمليات تطوير الوقود المستقبلية. من خلال القياسات الدقيقة والتتبع، يمكن للنظام التعرف على التباينات في عملية التصنيع في الوقت الفعلي، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على جودة الإنتاج. مع تطور تقنيات الطاقة النووية، وخاصةً مع تعزيز تقنيات المفاعلات عالية الحرارة، ستصبح هذه القابلية للتتبع عاملًا رئيسيًا لضمان السلامة والكفاءة. لا يساعد ذلك فقط في تحسين قياسات استهلاك الوقود، بل يعزز أيضًا المساءلة عن المواد أثناء تشغيل المفاعل، مما له أهمية كبيرة لتطور الصناعة بأكملها.