Kairos Power führt automatisiertes Inspektionssystem ein, um die Qualitätssicherung von Kernbrennstoffkugeln zu verbessern

Kairos Power hat ein automatisiertes Inspektions- und Laserbeschriftungssystem aktiviert, das speziell für seine kugelförmigen Kernbrennstoffpartikel entwickelt wurde. Dies erweitert die Qualitätssicherungsfähigkeiten des Unternehmens für die bevorstehenden Hardwaretests des Reaktors und die zukünftige Implementierung der Hermes 2 Demonstrationsanlage. Dieses maßgeschneiderte System arbeitet im Manufacturing Development Facility in Albuquerque, New Mexico, USA. Das System kann jedes Brennstoffpartikel gemäß den Fertigungsspezifikationen messen, seine Merkmale aufzeichnen und jedem Partikel einen einzigartigen Verfolgungscode eingravieren. Kairos Power hat das Ziel, 70.000 geprüfte Partikel für die bevorstehenden Testplattformen, einschließlich der zweiten Engineering Test Unit (ETU), vorzubereiten.

Funktionen des automatisierten Inspektionssystems

Das Unternehmen gibt an, dass die gleichen Inspektions- und Verfolgungsfähigkeiten die zukünftige Hermes 2 Anlage in Oak Ridge, Tennessee, unterstützen werden. Dieser Meilenstein adressiert die praktischen Herausforderungen, die bei der Entwicklung von kernreaktorbasierten kugelförmigen Partikeln auftreten: die konsistente Fertigungsqualität während der Tests und des Betriebs aufrechtzuerhalten und gleichzeitig jedes Brennstoffelement zu verfolgen.

Kairos Power entwickelt eine Hochtemperaturreaktortechnologie mit fluoridgeschmolzenem Salz, die kugelförmige Brennstoffelemente verwendet, die üblicherweise als Partikel bezeichnet werden. Bevor die Partikel die Testplattform betreten oder für den Transport vorbereitet werden, durchläuft die neue automatisierte Produktionslinie eine Reihe von Qualitätsprüfungen. Das System misst in Echtzeit den Durchmesser, die geometrische Form und die Dichte jedes Partikels, um sicherzustellen, dass sie den Fertigungsspezifikationen entsprechen. Hochpräzise Laser scannen anschließend die äußere Oberfläche der Partikel auf Mikrometer-Ebene, um deren strukturelle Integrität zu bewerten. Die Automatisierung dieser Inspektionen ermöglicht es dem Unternehmen, Partikel zu verarbeiten, während standardisierte Messungen gesammelt werden, und bietet individuelle Daten für jeden Datensatz.

Diese Daten werden den Ingenieuren helfen, Fertigungsvariationen zu identifizieren und die nachfolgenden Produktionsabläufe zu verbessern.

Das System verlässt sich nicht mehr nur auf Batch-Aufzeichnungen, sondern verknüpft die Inspektionsergebnisse mit jedem einzelnen Partikel, was detailliertere Informationen über die Brennstoffelemente liefert, die in die Tests eingehen. Nach der Inspektion wird jedes Partikel zur Infrarot-Laserbeschriftungsstation weitergeleitet. Das System graviert drei redundante Datenmatrixcodes auf die Graphitoberfläche, ähnlich wie QR-Codes. Laut Unternehmensangaben beträgt die Markierungstiefe etwa ein halbes Millimeter. Jeder Code verknüpft das Partikel mit einem individuellen Datensatz, der seine Größe, Dichte, Produktcharge und Inspektionsstatus enthält. Zusätzliche Markierungen um den Code ermöglichen es dem optischen System, verschiedene Partikeltypen zu identifizieren, selbst wenn die Datenmatrix beschädigt ist.

Bedeutung der Rückverfolgbarkeit

Diese Rückverfolgbarkeit wird für Kairos Power zunehmend wichtiger, während das Unternehmen seine Brennstoffentwicklungs- und Testaktivitäten ausweitet.

Durch die Verknüpfung physischer Brennstoffelemente mit Fertigungs- und Inspektionsdaten können Ingenieure den Status jedes Partikels im nachgelagerten Verarbeitungs- und Testprozess verfolgen. Das Unternehmen erwartet auch, dass diese Markierungen helfen werden, verschiedene Partikeltypen zu unterscheiden, die Messungen des Brennstoffverbrauchs zu verbessern und die Verantwortlichkeit der Materialien während des Reaktorbetriebs zu stärken. Kirby Boone, Senior Engineer des Brennsteams von Kairos Power, erklärte: „Durch die interne Automatisierung der Qualitätssicherung und des Laserbeschriftungsprozesses schaffen wir grundlegende Fähigkeiten und Rückverfolgbarkeit zur Unterstützung der Brennstoffentwicklung.“

Boone fügte hinzu, dass das System Daten generieren wird, um die zukünftigen Fertigungs- und Verarbeitungssysteme von Hermes 2 bis zur geplanten kommerziellen Flotte des Unternehmens zu leiten.

Derzeit verarbeitet die automatisierte Produktionslinie Partikel für die bevorstehenden Hardware-Demonstrationen, mit dem kurzfristigen Ziel, 70.000 Brennstoffelemente für die Testplattformen, einschließlich der zweiten ETU, zu überprüfen. Das System soll auch die Hermes 2 Anlage unterstützen, die das Unternehmen in Oak Ridge bauen möchte. Kairos Power entwickelt intern die Inspektionsinfrastruktur, um die Erfahrungen aus jeder Produktionsaktivität zu nutzen, um den Fertigungsprozess zu optimieren und sich auf die großangelegte Brennstoffproduktion vorzubereiten.

Auswirkungen des automatisierten Inspektionssystems auf die Entwicklung von Kernbrennstoffen

Das automatisierte Inspektionssystem von Kairos Power verbessert nicht nur die Qualitätssicherung von Kernbrennstoffen, sondern legt auch den Grundstein für zukünftige Brennstoffentwicklungen. Durch präzise Messungen und Verfolgung kann das System Variationen im Fertigungsprozess in Echtzeit identifizieren, was entscheidend für die Aufrechterhaltung der Produktionsqualität ist. Mit der Weiterentwicklung der Kernenergietechnologie, insbesondere der Hochtemperaturreaktortechnologie, wird diese Rückverfolgbarkeit ein Schlüsselfaktor zur Gewährleistung von Sicherheit und Effizienz sein. Dies trägt nicht nur zur Verbesserung der Brennstoffverbrauchsmessung bei, sondern stärkt auch die Verantwortlichkeit der Materialien während des Reaktorbetriebs, was für die Entwicklung der gesamten Branche von großer Bedeutung ist.