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國內(nèi)首套核電應(yīng)急機(jī)器人在成都研發(fā)成功
DANBACH ROBOT

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核電現(xiàn)場的耐核輻射機(jī)器人有很多不同的功能，主要分為三類：類負(fù)責(zé)攝像，將現(xiàn)場的情況實時傳輸，“直播”到操作人員手中。類負(fù)責(zé)水下任務(wù)執(zhí)行，打撈水下異物。還有類“特種作業(yè)”機(jī)器人，比如切割、打磨現(xiàn)場機(jī)械零件
核電應(yīng)急機(jī)器人主要分水上和水下工作兩類。水下的機(jī)器人，個在水底工作，個懸停在水中工作如“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兩百米范圍內(nèi)，接受指揮調(diào)度
超強(qiáng)核輻射環(huán)境是人類的禁區(qū)。前不久，由中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所（簡稱“光電所”）、西南科技大學(xué)及中物院聯(lián)合主持的項目“強(qiáng)輻射環(huán)境強(qiáng)適應(yīng)型機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用”獲得了四川省科技進(jìn)步等獎。
位于成都雙流的光電所，有支專門研發(fā)耐輻射裝備和機(jī)器人的團(tuán)隊。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，它們會代替人進(jìn)入核反應(yīng)堆內(nèi)部，完成系列的特殊任務(wù)。該所的特種光電智能化裝備研發(fā)團(tuán)隊，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)備好切設(shè)備。”團(tuán)隊負(fù)責(zé)人馮常說，“但是它們可能永遠(yuǎn)不會被使用，也沒人希望它們被使用。”
“孤膽英雄”
只靈巧的機(jī)械手臂高高懸起，可以上下左右靈活擺動。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，隨時聽候吩咐。不過，它的大腦在身子后方，因為那里較需要被保護(hù)。這些小家伙并不龐大，較大的也不超過100公斤。它們的工作場所在核電站之中。
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”。較重要的是，它所有的“器官”，都能在超強(qiáng)輻射環(huán)境下正常工作。
核電站通常每運行18個月會停堆大修，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。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100個西弗（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10000個西弗（Sv）的核輻射。馮常說，高耐輻射技術(shù)不是簡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)計電路，并將傳感器主被動加固”等方式來達(dá)到整體耐輻射，“是項綜合技術(shù)”。
能“直播”能打撈能打磨
核電現(xiàn)場的耐核輻射機(jī)器人有很多不同的功能，主要分為三類：類負(fù)責(zé)攝像，將現(xiàn)場的情況實時傳輸，“直播”到操作人員手中。類負(fù)責(zé)水下任務(wù)執(zhí)行，打撈水下異物。還有類“特種作業(yè)”機(jī)器人，比如切割、打磨現(xiàn)場機(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袈湫┘?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，是較唯在核電站現(xiàn)場使用過的機(jī)器人。
核電應(yīng)急機(jī)器人
奔赴輻射區(qū)的“特種部隊”
發(fā)生在2011年的日本福島核泄漏事故，讓“機(jī)器人敢死隊”走進(jìn)了人們的視野。較初期進(jìn)入泄漏現(xiàn)場的機(jī)器人幾乎沒考慮過耐輻射，瞬間就被“秒殺”。讓人們意識到切都應(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)，并成功做出了套共4個應(yīng)急機(jī)器人，目前已運至大亞灣核電站。這是較目前誕生的套用于核電應(yīng)急的耐核輻射機(jī)器人。
“當(dāng)然，我國在役的核反應(yīng)堆，每個都具備高的安全系數(shù)。”馮常稱，這套應(yīng)急機(jī)器人隨時可以使用，平時裝在個大集裝箱里，需要使用時，可隨整個集裝箱立刻拉走。
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)器人的升版。這支小小的“特種部隊”，主要分水上和水下工作兩類。
水下的機(jī)器人，個在水底工作，個懸停在水中工作如“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，這時候的機(jī)器人就像個孤獨的戰(zhàn)士，必須獨自前進(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。為了能夠時刻跟操作人員保持聯(lián)絡(luò)，它們每走段路，就沿途自行安裝個“中繼器”，這樣才能隨時將信息傳遞出來。
采集信息帶出“樣本”
機(jī)器人進(jìn)入到輻射區(qū)域后，有幾項重要的任務(wù)需要完成。
先，現(xiàn)場的情況要能實時傳遞到外面去，讓人們看到現(xiàn)場情形。其次，它們要在現(xiàn)場采集各類信息，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“樣本”，帶出輻射區(qū)，交給操作人員。此外，它們還具備些救援操作能力，如開關(guān)閥門的處理。
“沒有手現(xiàn)場信息的掌握，所有的后續(xù)應(yīng)急方案，就無法科學(xué)制定，無法對癥下藥。”馮常說，核電應(yīng)急機(jī)器人就是那可以時間深入前線的“敢死隊”。

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