Kairos Power 引入自動化検査システムにより核燃料球の品質管理能力を向上

Kairos Power は、同社の核燃料球状粒子専用の自動検査およびレーザーマーキングシステムを導入し、今後行われる炉心ハードウェアテストおよび将来展開される Hermes 2 デモ工場に向けて新たな品質管理能力を加えた。このカスタマイズされたシステムは、アメリカ合衆国ニューメキシコ州アルバカーキにある製造開発パークで稼働している。システムは、製造仕様に基づいて各燃料粒子を測定し、その特性を記録し、各粒子にユニークな追跡コードを刻印する。Kairos Power の目標は、今後行われるテストプラットフォームに向けて 70,000 個の検査済み粒子を準備することであり、これには第 2 工程テストユニット (ETU) が含まれる。

自動化検査システムの機能

同社は、同様の検査および追跡能力が将来のテネシー州オークリッジにある Hermes 2 工場を支援すると述べている。このマイルストーンは、球状粒子に基づく核反応炉の開発において直面する実際の課題を解決するものであり、テストおよび運用の過程で一貫した製造品質を維持しつつ、各燃料要素を追跡することが求められる。

Kairos Power は、フッ化塩冷却の高温反応炉技術を開発しており、この技術は球形燃料要素、一般に粒子と呼ばれるものを使用する。粒子がテストプラットフォームに入る前、または輸送の準備が整う前に、新しい自動化生産ラインが一連の品質検査を実施する。このシステムは、各粒子の直径、幾何形状、密度をリアルタイムで測定し、製造仕様に適合しているかを確認する。高精度のレーザーがその後、微米レベルで粒子の外部表面をスキャンし、構造的完全性を評価する。これらの検査を自動化することで、同社は標準化された測定を収集しながら粒子を処理し、各記録に個別のデータを提供することができる。

これらのデータは、エンジニアが製造のばらつきを特定し、後続の生産活動を改善するのに役立つ。

このシステムはもはやバッチ記録に依存せず、検査結果を各粒子に関連付け、テストに入る燃料要素に関する詳細な情報を提供する。検査後、各粒子は赤外線レーザー刻印ステーションに移動する。このシステムは、グラファイト表面に 3 つの冗長データマトリックスコードを刻印し、これは QR コードに類似している。会社の資料によれば、刻印の深さは約 0.5 ミリメートルである。各コードは粒子を、そのサイズ、密度測定、製品ロット、検査状態を含む個別記録に関連付ける。コードの周囲の他のマークは、光学システムが異なる種類の粒子を識別できるようにし、データマトリックスが損傷しても対応できる。

追跡可能性の重要性

この追跡可能性は、Kairos Power が燃料開発およびテスト活動を拡大する際にますます重要になる。

物理的な燃料要素を製造および検査データと関連付けることで、エンジニアは各粒子が下流処理およびテストプロセスでどのように扱われているかを追跡できる。同社は、これらのマークが異なる種類の粒子を区別するのに役立ち、燃料消費測定を改善し、反応炉運転中の材料の責任を強化すると予想している。Kairos Power の燃料チームの上級エンジニアである Kirby Boone は、「内部で自動化された品質管理およびレーザー刻印プロセスを導入することで、私たちは燃料開発を支える基盤能力と追跡可能性を構築しています。」と述べた。

Boone は、このシステムが Hermes 2 から同社が計画している商業艦隊への将来の製造および処理システムを指導するデータを生成すると付け加えた。

現在、自動化生産ラインは、今後のハードウェアデモの粒子を処理しており、最近の目標は第 2 ETU を含むテストプラットフォームに向けて 70,000 個の燃料要素を検査することである。このシステムはまた、オークリッジに建設される予定の Hermes 2 を支援することを目的としている。Kairos Power は、各生産活動からの教訓を活用して製造プロセスを洗練し、大規模な燃料生産に備えるための検査インフラを内部で開発している。

自動化検査システムが核燃料開発に与える影響

Kairos Power の自動化検査システムは、核燃料の品質管理能力を向上させるだけでなく、将来の燃料開発の基盤を築いている。正確な測定と追跡を通じて、このシステムは製造プロセスの変異を即時に特定でき、これは生産品質を維持するために重要である。核エネルギー技術の進展、特に高温反応炉技術の普及に伴い、この追跡可能性は安全性と効率を確保するための重要な要素となる。このことは、燃料の消費測定を改善するだけでなく、反応炉運転中の材料の責任を強化し、業界全体の発展に重要な意義を持つ。