位于成都雙流的光電所，有一支專門研發(fā)耐輻射裝備和機(jī)器人的團(tuán)隊(duì)。中國幾乎所有的核電站都在使用他們研發(fā)的耐輻射機(jī)器人設(shè)備，它們會(huì)代替人進(jìn)入核反應(yīng)堆內(nèi)部，完成一系列的特殊任務(wù)。該所的特種光電智能化裝備研發(fā)團(tuán)隊(duì)，2014年起與大亞灣核電站聯(lián)合研發(fā)“核環(huán)境下應(yīng)急機(jī)器人”，去年底一套能應(yīng)用于高輻射區(qū)域偵查救援的“應(yīng)急機(jī)器人”正式亮相。“我們當(dāng)然要提前準(zhǔn)備好一切設(shè)備。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人馮常說，“但是它們可能永遠(yuǎn)不會(huì)被使用，也沒人希望它們被使用。”
耐核輻射機(jī)器人 深入反應(yīng)堆的“孤膽英雄”
一只靈巧的機(jī)械手臂高高懸起，可以上下左右靈活擺動(dòng)。眼睛大而萌，那是攝像鏡頭的所在。它的腳可以是幾只小巧的圓輪，也可以是兩條霸氣的履帶，隨時(shí)聽候吩咐。不過，它的大腦在身子后方，因?yàn)槟抢镒钚枰槐Ｗo(hù)。這些小家伙并不龐大，最大的也不超過100公斤。它們的工作場(chǎng)所在核電站之中。
功能模塊大多可拼接
馮常介紹，除去機(jī)器人主體身軀，其他功能模塊大多可拆可卸可拼接。比如只用“眼睛”，就可以不安裝“手臂”。最重要的是，它所有的“器官”，都能在超強(qiáng)輻射環(huán)境下正常工作。
核電站通常每運(yùn)行18個(gè)月會(huì)停堆大修，很多環(huán)境人進(jìn)不去，如核反應(yīng)堆水池、乏燃料水池以及許多設(shè)備旁。但機(jī)器人可以代替人進(jìn)去完成相應(yīng)任務(wù)。沒有好的耐輻射技術(shù)，機(jī)器人進(jìn)入強(qiáng)輻射區(qū)也很快會(huì)停止工作。2011年的福島核泄漏事故中，很多機(jī)器人就因不能耐強(qiáng)輻射而很快癱瘓。
高耐輻射技術(shù)正是光電所的核心技術(shù)之一。在核電站中，光電所研制的機(jī)器人可以承受65℃的高溫，抵御每小時(shí)100個(gè)西弗(Sv)的核輻射。其攜帶的相機(jī)等傳感器，甚至可以抵御每小時(shí)10000個(gè)西弗(Sv)的核輻射。馮常說，高耐輻射技術(shù)不是簡(jiǎn)單的選擇耐輻射材料。更多的是通過“合理規(guī)劃機(jī)器人各功能區(qū)的布局，分布設(shè)計(jì)電路，并將傳感器主被動(dòng)加固”等方式來達(dá)到整體耐輻射，“是一項(xiàng)綜合技術(shù)”。
能“直播”能打撈能打磨
核電現(xiàn)場(chǎng)的耐核輻射機(jī)器人有很多不同的功能，主要分為三類：一類負(fù)責(zé)攝像，將現(xiàn)場(chǎng)的情況實(shí)時(shí)傳輸，“直播”到操作人員手中。一類負(fù)責(zé)水下任務(wù)執(zhí)行，打撈水下異物。還有一類“特種作業(yè)”機(jī)器人，比如切割、打磨現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械零件。在強(qiáng)烈的核輻射環(huán)境中，機(jī)器人成為深入禁地的“孤膽英雄”。
在反應(yīng)堆內(nèi)部，反應(yīng)堆水池里不允許有異物?？膳紶枙?huì)掉落一些細(xì)小部件。水下異物打撈機(jī)器人進(jìn)入水池后，通過視覺等傳感器，能迅速定位到異物，“眼神機(jī)敏”。隨后它會(huì)通過機(jī)械臂夾取異物，并打撈出來，“手臂靈活”。若是很小的異物，它可以用吸盤輕松吸出來。
機(jī)器人代替人進(jìn)行某些特種作業(yè)，能大大提高工作效率，也能更好地保護(hù)人免遭輻射。目前，光電所研發(fā)的水下高耐輻射機(jī)器人，是國內(nèi)唯一在核電站現(xiàn)場(chǎng)使用過的機(jī)器人。
核電應(yīng)急機(jī)器人
奔赴輻射區(qū)的“特種部隊(duì)”
發(fā)生在2011年的日本福島核泄漏事故，讓“機(jī)器人敢死隊(duì)”走進(jìn)了人們的視野。最初期進(jìn)入泄漏現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器人幾乎沒考慮過耐輻射，瞬間就被“秒殺”。讓人們意識(shí)到一切都應(yīng)未雨綢繆。光電所2014年起與大亞灣核電站聯(lián)合研發(fā)“核電應(yīng)急機(jī)器人”。去年在成都完成了初步研發(fā)，并成功做出了第一套共4個(gè)應(yīng)急機(jī)器人，目前已運(yùn)至大亞灣核電站。這是國內(nèi)目前誕生的第一套用于核電應(yīng)急的耐核輻射機(jī)器人。
“當(dāng)然，我國在役的核反應(yīng)堆，每一個(gè)都具備極高的安全系數(shù)。”馮常稱，這套應(yīng)急機(jī)器人隨時(shí)可以使用，平時(shí)裝在一個(gè)大集裝箱里，需要使用時(shí)，可隨整個(gè)集裝箱立刻拉走。
邊走邊安裝“中繼器”
核電應(yīng)急機(jī)器人的造型，像是普通核電站用機(jī)器人的升級(jí)版。這支小小的“特種部隊(duì)”，主要分水上和水下工作兩類。
水下的機(jī)器人，一個(gè)在水底工作，一個(gè)懸停在水中工作如“潛艇”。它們將進(jìn)入反應(yīng)堆水池、燃料水池等有強(qiáng)核輻射的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。陸上的機(jī)器人通常在距離操作人員一兩百米范圍內(nèi)，接受指揮調(diào)度。應(yīng)急狀態(tài)下，操作人員必須在遠(yuǎn)離輻射區(qū)幾公里外的安全區(qū)域，這時(shí)候的機(jī)器人就像一個(gè)孤獨(dú)的戰(zhàn)士，必須獨(dú)自前進(jìn)幾公里深入到核心輻射區(qū)域去執(zhí)行嚴(yán)峻的任務(wù)。
在輻射區(qū)中，機(jī)器人只能靠自己。因此，它首先被賦予了強(qiáng)大的“行進(jìn)能力”。它的爬坡、越障能力超強(qiáng)，有復(fù)雜的履帶和輪軸設(shè)計(jì)。為了能夠時(shí)刻跟操作人員保持聯(lián)絡(luò)，它們每走一段路，就沿途自行安裝一個(gè)“中繼器”，這樣才能隨時(shí)將信息傳遞出來。
采集信息帶出“樣本”
機(jī)器人進(jìn)入到輻射區(qū)域后，有幾項(xiàng)重要的任務(wù)需要完成。
首先，現(xiàn)場(chǎng)的情況要能實(shí)時(shí)傳遞到外面去，讓人們看到現(xiàn)場(chǎng)情形。其次，它們要在現(xiàn)場(chǎng)采集各類信息，比如濕度、溫度、核輻射的劑量率等，然后傳輸給幾公里外的操作人員。再次，它們還需要采集現(xiàn)場(chǎng)“樣本”，帶出輻射區(qū)，交給操作人員。此外，它們還具備一些救援操作能力，如開關(guān)閥門的處理。
“沒有第一手現(xiàn)場(chǎng)信息的掌握，所有的后續(xù)應(yīng)急方案，就無法科學(xué)制定，無法對(duì)癥下藥。”馮常說，核電應(yīng)急機(jī)器人就是那可以第一時(shí)間深入前線的“敢死隊(duì)”。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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