Materialen efficiënter hergebruiken en recycleren dankzij E.R.N.I.E en B.E.R.T.
Optimalisatie van meettoestellen zorgt voor een snelle betrouwbare gekwalificeerde vrijgave van materialen afkomstig uit een nucleaire zone
Om van de nucleaire industrie een duurzame sector te maken, zetten we – met het ANUBIS-project – enorm in op een aanhoudende vermindering van de hoeveelheid radioactief afval. Het fundament van een duurzaam afvalbeheer is een verhoging van het aandeel aan materialen die kunnen worden hergebruikt of gerecycleerd wanneer ze een nucleaire zone verlaten. Voor de grote hoeveelheid materialen, zoals bij de ontmanteling van installaties, hebben we snelle en nauwkeurige meetsystemen nodig. Hier komen E.R.N.I.E. en B.E.R.T. in beeld.
E.R.N.I.E. en B.E.R.T.
Partner Ludlum installeerde onlangs twee meettoestellen (HWM-550 en HWM-1800) bij SCK CEN in het kader van het ANUBIS-project. De toestellen zijn nauw verwant aan elkaar en worden dan ook als twee broers beschouwd. Hun formaat leverde hen de bijnamen E.R.N.I.E (Efficient Release with Normal-sized Instrument Employing total gamma) en B.E.R.T. (Big monitor for Efficient Release with Total gamma) op.
E.R.N.I.E. is de ‘kleinere’ vrijgavemeetkamer die werd ontworpen om materialen verpakt in 200 liter vaten te meten met behulp van 10 detectoren. B.E.R.T. is de grotere versie van E.R.N.I.E. en is ontwikkeld voor het meten van materialen verpakt in containers met een maximaal volume van 1 m³. Het toestel gebruikt daarvoor maar liefst 24 detectoren.
Dertig keer sneller
De huidige meettoestellen die worden gebruikt voor de vrijgave van materialen hebben een meettijd van ongeveer dertig minuten nodig om tot een betrouwbare beslissing te komen. E.R.N.I.E. en B.E.R.T. doen dit echter in slechts één minuut, maar zijn daarbij minder nauwkeurig waardoor de beslissingsgrens voor hergebruik en recyclage zeer conservatief is ingesteld. Deze overmatige voorzichtigheid minimaliseert het risico op fouten, maar leidt ook tot een verminderde effectiviteit op het gebied van duurzaamheid. Om de broertjes “future proof” te maken, ontwikkelden we een nieuwe technologie die ze accurater maakt.
Digital twins en machine learning
Om de nauwkeurigheid van de meetresultaten te verbeteren, maakten we een digitale kopie (een 'digital twin') van het meettoestel: een virtuele weergave van het fysieke systeem. We voerden een grote hoeveelheid data in, waarmee we via machine learning-algoritmes patronen en relaties konden identificeren. Dat hielp ons de nauwkeurigheid van metingen te verbeteren binnen een breed toepassingsgebied.
E.R.N.I.E. als voorbeeld
E.R.N.I.E. is in zijn basisversie reeds door Bel V gekwalificeerd en wordt momenteel routinematig gebruikt voor de vrijgave van materialen. De kwalificatie van de verbeterde versie, inclusief de “digital twin” en de machine learning-algoritmes, wordt binnenkort verwacht, en vormt een eerste stap. In een volgende fase zal de nauwkeurigheid van E.R.N.I.E. verder worden verbeterd voor complexere toepassingen en bijzondere omstandigheden.
Het is de bedoeling dat grote broer B.E.R.T. in de toekomst, net als E.R.N.I.E., door Bel V gekwalificeerd wordt. “Maar zover zijn we nog niet,” vertelt An Bielen, expert in karakterisatie. “B.E.R.T. moet eerst hetzelfde optimalisatietraject doorlopen en verbeterd worden om de nauwkeurigheid van de vrijgavemetingen te optimaliseren.”
Het grotere plaatje
Zoals eerder vermeld, streven we er binnen het ANUBIS-project naar om het volume radioactief afval aan het einde van een ontmanteling tot een minimum te beperken. E.R.N.I.E. en B.E.R.T. spelen een cruciale rol in die eindcontrole van materialen afkomstig uit een nucleaire zone. Steeds met het oog op veilig hergebruik en recyclage. “We kijken uit naar de verdere implementatie en optimalisatie van E.R.N.I.E. en B.E.R.T. Bij de afronding van het ANUBIS-project zullen materialen op een efficiëntere en betrouwbare manier kunnen worden vrijgegeven. Dat is een belangrijke stap richting duurzaam afvalbeheer binnen de nucleaire industrie,” besluit An Bielen."
Meer weten over deze toestellen? Lees hier verder.
ANUBIS & het relanceplan van België en Europa
Even terugspoelen naar 2021. Toen reikte de Europese Unie aan SCK CEN een financiering uit voor het ANUBIS-project, wat staat voor ‘Advancing NUclear dismantling in Belgium through Improving Sustainability’. Het hoofddoel van het project is om technologieën en competenties te ontwikkelen om hergebruik van materialen die vrijkomen bij nucleaire ontmanteling kostenefficiënt te maximaliseren. Dat omvat ook de bouw van een nieuwe onderzoeks-, ontwikkelings- en demonstratiefaciliteit met bijhorende installaties om de innovatie van ontmantelingsprojecten in België te ondersteunen.
Het project past niet alleen in het Belgisch-Europese plan voor economisch herstel na de COVID-19-pandemie, maar sluit ook naadloos aan bij de duurzame ontmanteling van de kerncentrales in Doel en Tihange.
MMeeeerr wweetteenn oovveerr AANNUUBBIISS?? KKlliikk hhiieerr..