安全地退役任何一个核反应堆都是一项挑战。那么，你该如何退役一个建于冷战时期，已经有60多年历史的核反应堆呢?这正是萨凡纳河基地(SRS)正在面临的一个难题。这个隶属美国能源部的基地建设于1952年，占地面积达310平方公里，最初是帮助美军生产核武器的，位于美国南卡罗莱纳州的农村。SRS基地中有五个核反应堆，编号分别为R、P、K、L和C，这些核反应堆最初被用来生产钚和氚。当冷战结束后，也不再需要它们的产品，其中有一个直到1992年还能运行。但故事到这里并没有结束，要关闭这些核反应堆是一项大工程，必须要妥善处理，而这，正是美国能源部环境管理办公室的任务。现在他们正在计划退役编号为C的核反应堆。
核反应堆里面有什么?
除了C号反应堆之外，还要同时退役P号和R号反应堆。处理过程包括抽除上百万加仑的水，灌注20万立方码的水泥浆。为了辅助计划的实施，萨凡纳河国家实验室(SRNL)的工程师和设计师们查阅了成千上万的建筑图纸，以绘制该设施的建筑和关键部位。但团队很快意识到，由于这些建筑图纸是在建设时期组织起来的，只是对建设过程的指导，因此很难对核反应堆内部有一个完全的理解。这就意味着没有关于建筑内部结构的“真实图纸”，因为甚至没有一张图纸能够提供任何房间的相关信息。
为了帮助工作人员，提供给他们核反应堆内部结构的感知，SRNL团队开发了建筑结构和关键设施的3D CAD模型和3D打印模型。在完成之后，这些3D打印的模型可以帮助该团队更好地理解建筑内部构造，因为它能够以人类通常处理数据的方式提供一层数据信息，并且是以3D的方式。即使是有多年工作经验的工程师也需要把3D的图纸“翻译”成3D图像。而当信息出现在很多张图纸上时，“翻译”这些数据就变成了一个艰巨的挑战。
3D打印的模型也改善了工作人员的安全状况。工人们每次进入设施内部都会把自己暴露在多种危险下，比如被绊倒的危险，高温以及射线照射等等。而有了这些模型，就可以在核设施之外进行查看，减少了实地考察的次数，并且允许工作人员在进入设施之前更有效地制定计划。
改善退役计划制定流程
SRS通过在退役P号和R号核反应堆时使用3D打印模型，改善了整个流程，因为节省了该团队几个月的计划制定时间。虽然整个过程在时间上依然很紧张，仍然花费了6个月的时间来“翻译”图纸，制作3D打印模型。SRNL团队明白，如果他们能够加速建模过程，将会大幅加快退役核反应堆的进程。
有了退役P号和R号核反应堆的经验，这个团队又探索了新的3D查看方式，那就是VR。SRNL团队知道，在真正的3D环境中体验那些数据–不仅仅是在电脑屏幕上查看3D模型–能够对核反应堆内部有一个更好的理解。通过VR技术，SRNL团队发现这可以让工作人员“进入”设施内部，在真正的3D环境中查看，并且无需暴露在真实设施的危险环境中。
C号核反应堆的设计与P号和R号有着显著的不同，当退役C号核反应堆的计划开始时，SRNL的研发部门工程团队决定使用激光扫描技术来创建该反应堆的VR模型。使用激光扫描，不仅加速了建模过程，相比在创建P号和R号反应堆模型时，收集到了更多的数据。比如，P号和R号的模型仅仅包括建筑和结构和主要设施，而对C号反应堆的扫描则包括了建筑结构，全部设施，管道，甚至还有标识，在激光扫描图像上叠加了彩色的图像。这些标识是很重要的，因为它们通常列出了设备的数量，电路信息和管道数据。这些数据也很重要，它能够让工作人员更好地理解核反应堆内部的设备。而CAD和3D打印的模型则缺乏这一层面的细节信息。
截至目前，SRNL团队已经完成了C号反应堆地下部分的200多次扫描，并且已经组合成了一个VR环境，能够被制定退役计划的工作人员查看。
除了计划 VR能提供更实用的信息
之所以要制作P号和R号反应堆的3D CAD模型，是专门为了灌注水泥浆，以稳定反应堆内部的核污染物。而当有好的建筑CAD模型的消息传出之后，很多其他的团队也请求使用这些数据。在某些情况下，CAD模型能够提供他们所需要的细节信息，但是有些无法提供。随着扫描收集到的信息越来越多，最终的VR模型将会有更多的用处。
比如，当计划工作完成之后，真正的退役拆除工作开始时，VR模型可以帮助工人在进入核反应堆之前做好准备。使用VR技术，管理人员能够向团队展示任务内容，以及在核反应堆内存在的危险。目前，准备工作在设施外进行时，通常都需要“翻译”2D图像。而通过使用更简洁的VR手段，可以让工作人员在安全的环境下看到工作内容和其中的危险，最小化暴露在危险环境中的时间。
最初发布于2017年6月6日
原文链接：https://www.rdmag.com/article/2017/06/virtual-reality-decommissioning-nuclear-reactors