El-Peacetolero

Embedded Electronic solutions for Polymer Innovative Scanning Tools using Light Emitting devices for diagnostic Routines

El-Peacetolero

This project has received funding from the Euratom research and training programme 2019-2020 under grant agreement No 945320.
© European Union
This project has received funding from the Euratom research and training programme 2019-2020 under grant agreement No 945320.

El-Peacetolero ist der Kurztitel für »Embedded Electronic solutions for Polymer Innovative Scanning Tools using Light Emitting devices for diagnostic Routines« (Eingebettete elektronische Lösungen für innovative lichtemittierende Scanning-Tools zur Polymerdiagnose).

Anlagen zur nuklearen Energieerzeugung unterliegen europaweit permanenter Überwachung und Wartung, um ihre Leistung und Sicherheit zu gewährleisten. Von besonderer Relevanz für die Sicherheit und den Langzeitbetrieb (im Fachjargon als LTO bezeichnet) von Kernkraftwerken ist der Alterungszustand von Polymeren, da diese Kunststoffe z. B. in elektrischen Kabeln oder Rohren als Schutz-, Dichtungs- oder Isolierschichten weit verbreitet sind und intensiv überwacht werden müssen. Bestehende Prüfmethoden fallen bislang unter eine der beiden folgenden Kategorien:

Die Entnahme von Proben aus im Einsatz befindlichen Geräten (z. B. Kernbohrungen) und deren anschließende fachkundige Analyse in einem Labor. Diese Methode erfüllt die Kriterien der Zuverlässigkeit, ist jedoch invasiv, teuer und zeitaufwendig.

Zerstörungsfreie Prüfungen wie die Eindringprüfung können verwendet werden. In diesem Fall beruhen die Kriterien jedoch auf materialabhängigen und schlecht verstandenen Korrelationen zwischen der gemessenen Eigenschaft und den End-of-Life-Kriterien. Außerdem erfordern diese Korrelationen die vorherige Etablierung eines entsprechenden Modells.

Eine frühzeitige Erkennung von abweichendem Verhalten und Versprödung ist mit diesen Ansätzen daher nur schwer möglich. Folglich wird dringend ein System benötigt, das vor Ort die zerstörungsfreie Bestimmung und Diagnose des Alterungszustandes von Polymeren durchführt; auch um die Modernisierung, Optimierung und effiziente Umsetzung der neuen Sicherheitsanforderungen der europäischen Nuklearindustrie zu unterstützen.

Gesamtziel des Projekts El-Peacetolero ist die Entwicklung eines eingebetteten optoelektronischen Systems mit geringem Stromverbrauch, das zur In-situ-Echtzeitmessung, Identifizierung und Diagnose des Materialzustands alternder Polymere als Handgerät in industriellen Umgebungen verwendet werden kann. Zum Erreichen dieses Ziels bringt El-Peacetolero Experten aus den Bereichen Materialwissenschaft, Informationswissenschaft und Optoelektronik zusammen.

Im Projekt konzentrieren sich die Forschungsaktivitäten des Fraunhofer IZFP auf die Entwicklung eines mehrdimensionalen, merkmalsbasierten KI-Algorithmus zur frühzeitigen Erkennung der Alterung industrieller Polymere (in einem ersten Schritt: Neopren) unter Verwendung eines Infrarot-Messgeräts, das von Projektpartnern entwickelt wird. Für einen repräsentativen Datensatz zur Entwicklung eines geeigneten Modells, werden die gewonnenen Daten durch KI-basierte Augmentierungs- und Simulationstechniken erweitert. Mit den Daten wird danach ein Modell trainiert und validiert, das zur Erkennung der Alterung von Industriepolymeren eingesetzt werden kann. Durch die Modellierung der Alterung wird die Erweiterung des Ansatzes auf andere Polymere ermöglicht. Als letzter Schritt erfolgt die Integration des Modells in die Hardware des Handprüfgeräts.

Das El-Peacetolero-Konsortium versammelt wichtige europäische und außereuropäische Institutionen im Bereich der Kernenergie:

  • Sorbonne Université (FR)
  • Électricité de France EDF (FR)
  • Universitat Jaume I (ES)
  • Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (FR)
  • Forschungszentrum Jülich GmbH (DE)
  • Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP (DE)
  • mirSense (FR)
  • Ioffe Physical-Technical Institute of the Russian Academy of Sciences (RU)
  • ARTTIC (FR)

El-Peacetolero Eckdaten

Verbundvorhaben
Koordination durch Sorbonne Université
Laufzeit: 09/2020 bis 08/2024
Gesamtfördersumme: ca. 3 Mio. €