이 기사는 에너지부(DOE)와의 계약에 따라 아이다호 환경 연합이 아이다호의 지하 저장 통에서 수백 입방 미터의 고방사성 폐기물을 안전하게 제거하는 방법을 개발하기 위해 Elios 3가 어떻게 사용되고 있는지 자세히 설명하는 시리즈의 일부입니다. 프로젝트의 이름은 CRP(Calcine Retrieve Project)입니다.
핵심 사항:
- DOE와 계약된 IEC는 1950년대에 만들어진 금고에서 칼신이라고 불리는 핵폐기물을 제거할 필요가 있었습니다.
- 제거 작업을 시작하기 전에 IEC는 먼저 작업이 수행될 환경을 이해하기 위해 볼트 내부를 3D 지도로 만들어야 했습니다.
- 볼트를 3D로 매핑할 수 있는 5가지 가능한 솔루션에 대한 상세한 엔지니어링 평가를 완료한 후, IEC는 Flyability의 Elios 2와 Elios 3 드론이 작업에 가장 적합한 도구라고 판단했습니다.
과제: 조사된 볼트의 3D 매핑
아이다호 환경 연합(IEC)은 아이다호 국립 연구소 부지의 대규모 아이다호 정화 프로젝트의 일환으로 60여 년 전 지하에 저장된 220입방미터(720입방피트)의 방사성 폐기물을 안전하게 제거하는 방법을 찾아 새로운 장소로 옮기는 임무를 맡았습니다.
칼신이라고 불리는 알갱이 물질인 이 폐기물은 1950년대에 만들어진 콘크리트 금고 안에 보관된 6.1m 높이의 통 안에 보관되어 있습니다. 금고와 쓰레기통은 미래의 폐기물 제거 가능성을 염두에 두고 설계되지 않았기 때문에 IEC에서 제거 작업이 더욱 어려워졌습니다.
IEC의 CRP 팀(Calcine Retrieve Project)은 심도 있는 계획과 연구 끝에 폐기물을 제거하기 위한 새로운 방법을 개발했습니다.
- 1단계: 작업자들은 보관함이 들어 있는 볼트의 두꺼운 콘크리트 지붕을 통해 직경 25cm(10인치)의 구멍을 여러 개 뚫습니다.
- 2단계: 작업자들은 "액세스 라이저"라고 불리는 6.1미터(20피트) 파이프를 이 구멍을 통해 각 통의 꼭대기, 볼트의 지붕 아래로 내려갑니다.
- 3단계: 작업자가 파이프를 빈 상단에 로봇 용접합니다.
- 4단계: 작업자들이 로봇으로 각 통의 상단에 구멍을 뚫습니다.
- 5단계: 작업자가 파이프(또는 출입용 라이저)를 통해 장비를 설치하여 칼신을 공압적으로 흡입합니다.
칼신을 제거하기 위한 CRP의 계획은 기발합니다. 그러나 실제로 이 프로세스에는 볼트의 내부 모습을 파악하는 0단계가 있습니다.
작업 방법을 사용하려면 작업자는 도관, 공정 배관 및 구조용 지지대를 포함하여 저장 통 상단에 있는 모든 장애물에 대해 알아야 합니다. 이 지식은 볼트 루프의 코어 구멍을 정확하게 위치시켜 접근 라이저 파이프가 빈 탑으로 내려갈 때 명확한 경로를 갖도록 하는 데 중요했습니다.
이러한 요구를 해결하기 위해 CRP는 정확하게 구멍을 뚫고 칼신 검색 장비를 배치할 수 있도록 볼트 내부의 3D 모델을 만들고 싶었습니다.
이 3D 모델은 LiDAR 또는 포토그래메트리로 만들 수 있습니다. LiDAR는 더 높은 수준의 세부 사항을 제공할 수 있기 때문에 선호되는 옵션이었지만, 한정된 공간에서 작동하는 옵션은 궁극적으로 해당 작업에 선택된 옵션이 될 것입니다.
무질서하고 제한된 환경에서의 라이다 및 사진측량 시스템의 전달 메커니즘 평가
2019년에 작업자들은 볼트 루프의 유일한 해치를 통해 휴대용 라이다 센서를 3D 지도로 낮추려고 시도했습니다.
LiDAR 센서는 단일 위치로 제한되었기 때문에 부분적인 3D 맵만 생성하고 여러 "그림자 영역" 또는 사각지대(오른쪽 위에 표시됨)가 있습니다.
CRP 팀은 볼트 내부의 완전한 3D 지도를 만들기 위해서는 사각지대를 만드는 데이터의 간격을 좁힐 수 있는 라이다나 사진 측정 시스템을 위한 전달 메커니즘이 필요하다는 것을 알고 있었습니다.
그러나 금고는 매우 높은 방사선 영역과 제한된 공간으로 이 작업에 어려운 환경을 제공했습니다.
필요한 모든 데이터를 안전하게 확보하려면 4개의 서로 다른 유리한 지점(아래 이미지의 VP1-VP4)에서 원격 데이터를 수집해야 하며, 볼트의 진입 지점은 단 하나뿐이었고(아래 이미지의 빨간색 점 표시 상자), 필요한 위치에 핸드헬드 LiDAR 또는 사진 측정 시스템을 배치할 수 없었습니다.
CRP 팀은 완벽한 3D 모델을 얻을 수 있는 솔루션을 찾기 위해 다음과 같은 다섯 가지 잠재적인 방법을 평가했습니다.
- 기존 아티큘러 암 수정
- 새로운 아티큘러 암 설계
- 헬륨 충전 블림프 사용
- 볼트 루프에 여러 액세스 구멍 뚫기
- 시판되는 검사용 드론을 사용합니다.
이러한 가능한 접근 방식을 평가하기 위해 CRP 팀은 다음을 고려한 정성적 비용 및 기술적 위험 평가를 수행했습니다.
- 사용가능CRP프로젝트데이터
- 기술적 위험
- 프로그램 복잡도
- 공급업체입력
- 프로젝트일정
- 예산제약
평가 후 CRP 팀은 예상 비용과 일정이 허용 가능한 기술적 성공 가능성이 가장 높은 옵션은 볼트 전체를 비행하여 사진 측정 데이터를 수집할 수 있는 Elios 2라고 판단했습니다.
참고: 이 결정 당시 Elios 3는 아직 개발 중이었습니다. 그러나 이후 엘리오스 3가 완성되어 출시된 후 CRP 팀은 함께 제공되는 라이다 센서에 의해 수집된 데이터를 사용하여 3D 모델을 만드는 데 사용될 도구로 엘리오스 3를 선택했습니다.
CRP 팀은 Elios 2를 선택한 이유를 다음과 같이 밝혔습니다(이 모든 것은 Elios 3에 적용됩니다).
- 디자인. 엘리오스 2는 충돌 탄력성이 있어 공중에 떠 있는 상태에서 빈 위에 있는 좁은 공간과 배관 주위를 조정하고 튕겨 나갈 수 있습니다.
- 핵 경험. 북미 원자로의 80% 이상이 엘리오스 2호를 사찰에 사용하고 있습니다. 또한 Flyability의 Elios 1은 8Sv/hr(800Rad/hr) 필드에서 10분 동안 드론의 성능 저하 없이 테스트되었으며, 이는 Elios 2가 방사선 내성 테스트도 통과할 가능성이 가장 높다는 것을 나타냅니다.
- 고품질 데이터입니다. 엘리오스 2호가 수집한 데이터는 4K 해상도의 시각 데이터, 장파 열 데이터, 희소점 클라우드 맵 등 다양한 출력을 위해 처리할 수 있으며, 수집된 데이터의 위치를 파악하고 검사된 영역의 3D 맵을 생성할 수 있습니다.
- 안전. Elios 2는 안전한 거리에서 전개할 수 있으며 안테나 확장 옵션을 사용하여 내부 BVLOS(Beyond Visual Line of Sight) 영역에서 작동할 수 있으므로 조종사가 안전한 위치에 있는 동안 제어 안테나를 검사 영역 내에 배치할 수 있습니다.
- 비용입니다. 엘리오스 2는 CRP팀이 고려한 다른 옵션에 비해 상대적으로 저렴했습니다.
엘리오스 2 테스트
Elios 2가 최적의 도구임을 확인한 후, CRP 팀은 드론이 실제로 3D 매핑 작업을 수행할 수 있는지 확인하기 위해 Flyability로 테스트를 예약했습니다.
이 테스트는 CRP 팀이 칼신 제거 작업을 위해 만든 테스트 현장에서 수행되었습니다. 이 사이트에는 볼트와 통의 완전한 복제품이 포함되어 있어 팀은 Elios 2를 해치를 통해 볼트로, 통 위로 비행하는 경험을 시뮬레이션하고 비행할 때 3D 매핑을 위한 사진 측정 데이터를 수집할 수 있었습니다.
시험 비행은 성공적이었고, CRP 엔지니어들은 Elios 2가 볼트 내의 고방사선 제한 공간에서 필요한 3D 지도 데이터를 수집할 수 있는 실행 가능한 솔루션이라고 결론지었습니다.
테스트 후, 플라이어빌리티는 차세대 실내 드론인 엘리오스 3를 출시했습니다. 릴리스 이후 CRP 팀은 엘리오스 3가 엘리오스 2보다 3D 매핑 요구사항에 훨씬 더 나은 솔루션이 될 것이라고 판단했습니다. 이는 주로 보다 강력한 볼트의 3D 모델을 만들 수 있는 LiDAR 센서가 장착되어 있기 때문입니다.
★ 위 지료는 제조사 홈페이지 사례연구 자료를 번역하여 공유한 자료입니다. ★
*제조사 링크*
DOE 현장의 핵폐기물 제거 프로젝트에서 내부 3D 맵핑에 선정된 ELIOS 3
에너지부와 계약을 맺은 아이다호 환경 연합(IEC)은 1950년대에 지어진 방사성 폐기물 저장고 안에 3D 지도를 만들어 폐기물 추출을 시작하는 데 필요한 장비를 설치할 수 있는 방법이 필요했습니다. 철저한 연구 끝에, 그것은 플라이어빌리티의 엘리오스 2와 엘리오스 3이 그 일을 위한 최고의 도구라는 것을 발견했습니다.
이 기사는 에너지부(DOE)와의 계약에 따라 아이다호 환경 연합이 아이다호의 지하 저장 통에서 수백 입방 미터의 고방사성 폐기물을 안전하게 제거하는 방법을 개발하기 위해 Elios 3가 어떻게 사용되고 있는지 자세히 설명하는 시리즈의 일부입니다. 프로젝트의 이름은 CRP(Calcine Retrieve Project)입니다.
핵심 사항:
과제: 조사된 볼트의 3D 매핑
아이다호 환경 연합(IEC)은 아이다호 국립 연구소 부지의 대규모 아이다호 정화 프로젝트의 일환으로 60여 년 전 지하에 저장된 220입방미터(720입방피트)의 방사성 폐기물을 안전하게 제거하는 방법을 찾아 새로운 장소로 옮기는 임무를 맡았습니다.
칼신이라고 불리는 알갱이 물질인 이 폐기물은 1950년대에 만들어진 콘크리트 금고 안에 보관된 6.1m 높이의 통 안에 보관되어 있습니다. 금고와 쓰레기통은 미래의 폐기물 제거 가능성을 염두에 두고 설계되지 않았기 때문에 IEC에서 제거 작업이 더욱 어려워졌습니다.
IEC의 CRP 팀(Calcine Retrieve Project)은 심도 있는 계획과 연구 끝에 폐기물을 제거하기 위한 새로운 방법을 개발했습니다.
칼신을 제거하기 위한 CRP의 계획은 기발합니다. 그러나 실제로 이 프로세스에는 볼트의 내부 모습을 파악하는 0단계가 있습니다.
작업 방법을 사용하려면 작업자는 도관, 공정 배관 및 구조용 지지대를 포함하여 저장 통 상단에 있는 모든 장애물에 대해 알아야 합니다. 이 지식은 볼트 루프의 코어 구멍을 정확하게 위치시켜 접근 라이저 파이프가 빈 탑으로 내려갈 때 명확한 경로를 갖도록 하는 데 중요했습니다.
이러한 요구를 해결하기 위해 CRP는 정확하게 구멍을 뚫고 칼신 검색 장비를 배치할 수 있도록 볼트 내부의 3D 모델을 만들고 싶었습니다.
이 3D 모델은 LiDAR 또는 포토그래메트리로 만들 수 있습니다. LiDAR는 더 높은 수준의 세부 사항을 제공할 수 있기 때문에 선호되는 옵션이었지만, 한정된 공간에서 작동하는 옵션은 궁극적으로 해당 작업에 선택된 옵션이 될 것입니다.
무질서하고 제한된 환경에서의 라이다 및 사진측량 시스템의 전달 메커니즘 평가
2019년에 작업자들은 볼트 루프의 유일한 해치를 통해 휴대용 라이다 센서를 3D 지도로 낮추려고 시도했습니다.
LiDAR 센서는 단일 위치로 제한되었기 때문에 부분적인 3D 맵만 생성하고 여러 "그림자 영역" 또는 사각지대(오른쪽 위에 표시됨)가 있습니다.
CRP 팀은 볼트 내부의 완전한 3D 지도를 만들기 위해서는 사각지대를 만드는 데이터의 간격을 좁힐 수 있는 라이다나 사진 측정 시스템을 위한 전달 메커니즘이 필요하다는 것을 알고 있었습니다.
그러나 금고는 매우 높은 방사선 영역과 제한된 공간으로 이 작업에 어려운 환경을 제공했습니다.
필요한 모든 데이터를 안전하게 확보하려면 4개의 서로 다른 유리한 지점(아래 이미지의 VP1-VP4)에서 원격 데이터를 수집해야 하며, 볼트의 진입 지점은 단 하나뿐이었고(아래 이미지의 빨간색 점 표시 상자), 필요한 위치에 핸드헬드 LiDAR 또는 사진 측정 시스템을 배치할 수 없었습니다.
CRP 팀은 완벽한 3D 모델을 얻을 수 있는 솔루션을 찾기 위해 다음과 같은 다섯 가지 잠재적인 방법을 평가했습니다.
이러한 가능한 접근 방식을 평가하기 위해 CRP 팀은 다음을 고려한 정성적 비용 및 기술적 위험 평가를 수행했습니다.
평가 후 CRP 팀은 예상 비용과 일정이 허용 가능한 기술적 성공 가능성이 가장 높은 옵션은 볼트 전체를 비행하여 사진 측정 데이터를 수집할 수 있는 Elios 2라고 판단했습니다.
참고: 이 결정 당시 Elios 3는 아직 개발 중이었습니다. 그러나 이후 엘리오스 3가 완성되어 출시된 후 CRP 팀은 함께 제공되는 라이다 센서에 의해 수집된 데이터를 사용하여 3D 모델을 만드는 데 사용될 도구로 엘리오스 3를 선택했습니다.
CRP 팀은 Elios 2를 선택한 이유를 다음과 같이 밝혔습니다(이 모든 것은 Elios 3에 적용됩니다).
엘리오스 2 테스트
Elios 2가 최적의 도구임을 확인한 후, CRP 팀은 드론이 실제로 3D 매핑 작업을 수행할 수 있는지 확인하기 위해 Flyability로 테스트를 예약했습니다.
이 테스트는 CRP 팀이 칼신 제거 작업을 위해 만든 테스트 현장에서 수행되었습니다. 이 사이트에는 볼트와 통의 완전한 복제품이 포함되어 있어 팀은 Elios 2를 해치를 통해 볼트로, 통 위로 비행하는 경험을 시뮬레이션하고 비행할 때 3D 매핑을 위한 사진 측정 데이터를 수집할 수 있었습니다.
시험 비행은 성공적이었고, CRP 엔지니어들은 Elios 2가 볼트 내의 고방사선 제한 공간에서 필요한 3D 지도 데이터를 수집할 수 있는 실행 가능한 솔루션이라고 결론지었습니다.
테스트 후, 플라이어빌리티는 차세대 실내 드론인 엘리오스 3를 출시했습니다. 릴리스 이후 CRP 팀은 엘리오스 3가 엘리오스 2보다 3D 매핑 요구사항에 훨씬 더 나은 솔루션이 될 것이라고 판단했습니다. 이는 주로 보다 강력한 볼트의 3D 모델을 만들 수 있는 LiDAR 센서가 장착되어 있기 때문입니다.
★ 위 지료는 제조사 홈페이지 사례연구 자료를 번역하여 공유한 자료입니다. ★
*제조사 링크*