První laserový zdroj neutronů pro průmyslové použití na světě
Pilotní zařízení v Biblisu může vést k průlomu v oblasti nedestruktivního testování materiálů. Společný projekt vedený společností Focused Energy vyvíjí první laserem poháněný zdroj neutronů na světě pro průmyslové využití. Takzvaný proces LDRS (Laser-Driven Radiation Sources) dokáže nedestruktivně vidět nejen skrz silné ocelové nebo betonové stěny, ale také do nich. Na společném výzkumném projektu se podílejí Fraunhoferův institut pro laserovou technologii ILT v Cáchách, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Photonis Germany, TRUMPF a TU Darmstadt.
RWE k tomuto účelu poskytuje prostory v závodě Biblis. Spolkové ministerstvo pro vzdělávání a výzkum financuje projekt částkou 20 milionů eur. Cílem společného projektu s názvem PLANET je vyvinout laserový zdroj neutronů z jednotlivých komponent vyvinutých partnery projektu a prokázat tak, že jej lze použít pro nedestruktivní zkoumání kontejnerů s jaderným odpadem.
V rámci tohoto projektu vyvíjí společnost TRUMPF vysokoenergetický laserový zesilovač s vysokým průměrným výstupním výkonem v řádu kilowattů, který přesto vyžaduje poměrně malou plochu o délce pouze asi 8 metrů. Výstupní stupeň je umístěn ve vakuové komoře. (Obrázek: TRUMPF)
Technologie LDRS vyvinutá společností Focused Energy je první nedestruktivní technologií, kterou lze použít k charakterizaci velkých součástí, jako jsou mosty nebo přepravní kontejnery, a také těsně uzavřených kontejnerů zvenčí. V minulosti používaná kontrolní metoda se opírala o obrovské urychlovače částic, které generovaly potřebné neutronové paprsky. To nebylo pro mnoho aplikací praktické. LDRS tak nabízí nejen mnohem cenově výhodnější a kompaktnější alternativu, ale také jakýsi nedestruktivní rentgenový pohled do nejjemnějších struktur a složitých materiálových kompozic.
Laserový proces slibuje řešení
Hlavní novinkou nové zkušební metody je zdroj neutronů poháněný výkonným laserem. Namísto použití konvenční urychlovací technologie jsou ionty urychlovány laserem a směrovány do konvertoru, kde prostřednictvím částicových reakcí vznikají neutrony.
Projekt PLANET se skládá z různých dílčích projektů, které na sebe navazují a na nichž se podílejí různí partneři. Vysoce výkonný laser, který staví společnosti TRUMPF, Fraunhofer ILT a Focused Energy, vystřeluje až 100krát za sekundu na samoobnovující se terč vyvinutý společností Focused Energy společně s TU Darmstadt. Laser urychluje částice na vzdálenost několika milimetrů. V běžných urychlovačích částic je k tomu zapotřebí několik set metrů. Focused Energy spolupracuje s HZDR na stabilním a reprodukovatelném generování těchto svazků částic. Částice se pak přeměňují na směrované neutrony a rentgenové záření, aby bylo možné osvětlit vnitřek součástí a kontejnerů. Společnost Photonis Germany vyvíjí velkoplošný, vysoce citlivý detektor pro zobrazování. Ten detekuje přicházející neutronové a rentgenové záření s cílem získat z něj obrazovou informaci s vysokým rozlišením jako při běžných radiologických postupech.
Společnost Focused Energy působí jako systémový integrátor a využívá svůj patentovaný proces LDRS, aby z takto zaznamenaných údajů vyvodila závěry o složení a stavu kontejnerů. Díky laserem poháněnému zdroji lze poprvé realizovat lokálně použitelný zdroj neutronů s vysokým výkonem.
Pilotní zařízení v Biblis
RWE poskytuje budovu v areálu bývalé jaderné elektrárny v Biblis, kterou Focused Energy přestaví na výzkumnou laboratoř a první pilotní zařízení pro využití této technologie.
Zdroj zprávy: Trumpf
