Massimo Sepielli Unità Calcolo e Modellistica Enea 2003 Una storia di potenziale successo Smantellamento virtuale di facilities nucleari contaminate Massimo Sepielli Unità Calcolo e Modellistica Enea 2003 Thank you chairman. Virtual Reality system should not be virtual anymore, but it should be realistic one. I will explain about an application of Virtual Reality Technology to a nuclear decommissioning process. These activities are performed by Halden project and JNC (Japan Nuclear Cycle Development Institute).

Obiettivi Pianificazione e amministrazione del processo di decommissioning in ambiente radioattivo Valutazione accurata del lavoro di smontaggio Visualizzazione della radiazione nelle fasi di smontaggio Valutazione dinamica dell’esposizione alla radiazione Addestramento degli operatori prima dello smantellamento Dimostrazione al pubblico Objectives of VRdose are.. Planning and administration of the decommissioning work process under radiation environment More accurate evaluation of dismantling labour, Visualisation of radiation and dismantling tasks, Dynamic evaluation of radiation exposure dose, Staff training before dismantling and Public acceptance

Virtual Reality (VR) Perché la VR? Intuitiva visualizzazione del processo Rapido prototyping di possibili soluzioni Pianificazione interattiva Risparmiare tempo e denaro Ora disponibile su PC What is the advantage of the VR for decommissioning. The VR gives us Intuitive visualisation of the process Rapid prototyping of possible solutions Interactive planning is possible Save time and money Available on PC now

Funzionalità Dati 3D CAD Visualizzazione del rateo di dose 3D-CAD Data (VRML2.0) Editor dello Scenario operativo e del Rateo di Dose (JAVA) Fase operativa e visualizzazione del Rateo di Dose Data Base del Rateo di dose Work Scenario Data Base dello scenario operativo Editing dello scenario operativo This is the main idea of VRdose system. We used Virtual Reality Modelling Language (VRML) The user can walk through the model and see the radiation. Radiation dose rate is installed in a data file. If the user make a work scenario with workers movement, the system calculates the man-power and exposure dose automatically. This is what we really need. Calcolo della fase operativa e della Dose associata Output

Interfaccia utente Pianificazione e play back Scenario MappaRadiazione (collinare) Selezione attrezzo Storia del rateo di dose Mappa 2-D radiazione Scenario This is an outlook of the user interface of the system. The user can see the movement of the workers as he recorded. The user can change the view point arbitrarily. The radiation rate is shown by a couple of ways. The record of the workers movements produces exposure dose history. The manikin can bring a tool and use it for dismantling.

Impostare gli attori dello scenario Per distinguere fra due tecnici, si può usare un indumento o un caschetto di differente colore In uno Scenario uno o più manichini (tecnici) eseguono operazioni nell’impianto nucleare We can make a scenario of a work. In a Scenario one or more manikin workers perform work tasks inside the model. In order to distinguish between workers, each gets a different colouring either on the suit or the helmet. Each manikin also has a name and a description that can be edited by the user. Ciascun tecnico ha un nome ed una descrizione editabili dall’utente

Navigare nell’ambiente virtuale L’utente può vedere la scena da una camera virtuale… The user can view the scene from a virtual camera like this and Or, this is from the eyes of the manikins. ... o attraverso gli occhi di uno dei manichini

Piena visualizzazione 3D Vedere la radiazione Piena visualizzazione 3D 2D Graduazione A surface plot 2D graduation of the dose-rate in the area around the spectator is provided. Radiation rate is shown with the landscape expression like this also. The data in this plot are from measurement. Interpolations at the chest (dosimeter) height is used. The 3D view can be switched like this with radiation dose rate information. This is done by volume rendering technique of JAVA-3D application program interface. 3D Landscape

Pianificare le operazioni The scenario of each worker can be constructed like this. In this case, an engineer walk and synchronize with a mechanic and work something and so on. The user can choose simplified task from this selection menu buttons. Finestra di interfaccia per lo scenario di ciascun tecnico Selezione dell’operazione

Registrare gli scenari A scenario is recorded as a set of routes with action markers. Each of these routes or work tasks belongs to a manikin. On playback the manikin will walk the route as recorded, doing work or handling objects on the markers where the user has recorded such actions. This is about the scenario recording. A scenario is recorded as a set of routes with action markers. Each of these routes or work tasks belongs to a manikin. The user can playback the scenario. On playback the manikin will walk the route as recorded, doing work or handling objects on the markers where the user has recorded such actions. The manikin is also pausing on markers where it has been synchronized to wait for other manikins to finish their tasks.

Calcolare la dose associata ad una operazione Durante la registrazione dello scenario, possono essere generati tragitti con marcatori di posizione e durata dello stazionamento. Questi tragitti possono successivamente essere assegnati a tecnici reali presi dal database del personale addetto. A worker walks and stays somewhere with a certain radiaiton rate. In the scenario recording, routes with markers of positions and duration at each position are generated. These routes may afterwards be assigned to real life workers from the system worker database. The data base produces radiation rate history and corrective dose for each worker and each task.

Libreria di utensili E’ possibile creare una banca di utensili per smontaggio che inseriti nel modello vengono uisati dai manichini negli scenari. Esempi: Because of the main purpose is the dismantling by workers, the tools are also handled in the system. A bank of dismantling tools (virtual storage house) is available. These tools can be inserted into the model and used by the manikins in the scenarios. Sega a nastro Pinze da taglio

Simulare le operazioni di taglio Cut Pipe and Number 3 inch 6 4 inch 13 Removed Material and Number Air Valve 1 Dopo il taglio Pipe 9 This area includes one air valve, 9 straight pipes, 4 elbows and 2 tees. Eight workers were involved and it took three days for removing the piping. Band saws and sabre saws were used. The model of this area was extracted from 3D-CAD data and converted to VRML files including scaffolds, structure, walls and other piping and equipment as obstacles. A scenario was made based on the results of the work. Elbow 4 Prima del taglio Tee 2

Risultato della simulazione Tecnico Iniziale Taglio The simulation produced a reasonable animation of the work of three days. In principle, the system should be used at the job planning stage but this trial usage gave us a good practice of the system application. Rimozione Rateo di dose e spostamento del tecnico

Impianto plutonio (IPE) Il Laboratorio Plutonio è situato nel C.R: Casaccia dell’ENEA, a nord di Roma (circa 30 km. dal centro) Il laboratorio ha funzionato dal 1976 per la fabbricazione di elementi di combustibile per FBR e consta di circa 60 SaG. L’attività di fabbricazione è terminata nel 1986, anche se alcune SaG sono utilizzate oggi per calibrazione Lo smantellamento è previsto per la fine del 2003 JNC is in charge of establishment of nuclear fuel cycle under the policy of the Japanese government. JNC has three reactors for this purpose they are JOYO, MONJU-FBR and Fugen. Fugen is located in Fukui, it is about 1 hour by train from Kyoto. Fugen is a 165MWe, heavy water moderated, light-water cooled pressure-tube type reactor. It went into commercial operation in 1979. However, because the mission of Fugen is finished, the preparation of decommissioning will start March 2003. The decommissioning is 20 years project.

Il sistema VIRTUALDECOM Sviluppato per lo smantellamento delle SaG del laboratorio plutonio (IPU) della Casaccia Una applicazione della realtà virtuale finalizzata a: Visualizzazione della radiazione Simulazione delle operazioni Calcolo della dose occupazionale VR basata su PC - Desktop, Java e Internet Digitalizzazione dati radiometrici riguardanti le box campione Infrastrutture informatiche, per presentazione e divulgazione dei risultati conseguiti al termine dell’attività. Then, I move to the main topic today. The VRdose system was developed for the decommissioning of Fugen. This is a virtual reality application for, Work simulation, Dose-rate visualisation Occupational dose calculation And, this is a desktop based VR system using Java and Internet technology.

Simulazione di smantellamento SaG in formato AutoCAD Programma Java3D su file DXF (oggetti componenti SaG) Operazioni di picking, trascinamento, collisione, taglio mediante pre-cutting Controllo sequenza, segnalazione errori Registrazione su DB Ottimizzazione degli ingombri

Modello Server DB Motore VR CAD 3D Mappe RAD Acquisizione geometria ambiente da Fotocamera Conversione Dati Retrieving dati radiometrici e formattazione Server DB CAD 3D Mappe RAD Interfaccia progettista - Selezione - Inserimento Dati VirtualDecom Interfaccia Utente (Client) Editing Scenario (Avatars) Modello manipolazione oggetti Motore VR (navigazione) Calcolo Dosi Scenari Modelli VRML Supporto Halden Project INTERGRAPH (ANSALDO-SOGIN) CED - PRIMAVERA (RAD- INFO) Modello

Laser-scanning Laser modulato in ampiezza Nuvola di punti Modello 3-D CAD

8 622 Mbps 100 40

(Casaccia 12/2/2003 edificio F20 sala corsi) Strumenti ed applicazioni di "Realtà Virtuale" Immersiva ed Interattiva disponibili in ENEA (Casaccia 12/2/2003 edificio F20 sala corsi) Illustrazione delle infrastruttute per la grafica immersiva disponibili in ENEA Presentazione delle pincipali realizzazioni Presentazione del nuovo visualizzatore 3D progettato e realizzato da INFO Nuovi sviluppi     I dettagli del programma saranno disponibili sul sito: http://onyx2ced.frascati.enea.it/grafica E’ pertanto importante che le attività grafiche dell’unità di calcolo e modellistica possano appoggiarsi sinergicamente alle infrastrurure rese disponibili da INFO, quale il nuovo sistema disponibile in Casaccia che verrà presentato il ……………………Guadagni …………………

Sistema di visualizzazione In order to demonstrate the system, a projection system (VENUS*) was installed at Fugen last March. Stereoscopic view is available with 4 projectors and polarisation glasses. This is the way for the evaluation of dismantling plan by engineers and training of workers. Vista stereoscopica ottenuta mediante 4 proiettori e lenti polarizzate