▲陸地應急機器人

核電現場的耐核輻射機器人有很多不同的功能，主要分為三類：一類負責攝像，将現場的情況實時傳輸，“直播”到操作人員手中。一類負責水下任務執行，打撈水下異物。還有一類“特種作業”機器人，比如切割、打磨現場機械零件

▲水下多功能智能機器人

核電應急機器人主要分水上和水下工作兩類。水下的機器人，一個在水底工作，一個懸停在水中工作如“潛艇”。它們将進入反應堆水池、燃料水池等有強核輻射的環境中執行任務。陸上的機器人通常在距離操作人員一兩百米範圍内，接受指揮調度

▲小型水下觀測機器人

超強核輻射環境是人類的禁區。前不久，由中國科學院光電技術研究所（簡稱“光電所”）、西南科技大學及中物院聯合主持的項目“強輻射環境強适應型機器人關鍵技術及其應用”獲得了四川省科技進步一等獎。

位于成都雙流的光電所，有一支專門研發耐輻射裝備和機器人的團隊。中國幾乎所有的核電站都在使用他們研發的耐輻射機器人設備，它們會代替人進入核反應堆内部，完成一系列的特殊任務。該所的特種光電智能化裝備研發團隊，2014年起與大亞灣核電站聯合研發“核環境下應急機器人”，去年底一套能應用于高輻射區域偵查救援的“應急機器人”正式亮相。“我們當然要提前準備好一切設備。”團隊負責人馮常說，“但是它們可能永遠不會被使用，也沒人希望它們被使用。”

▲水下應急機器人

耐核輻射機器人

深入反應堆的“孤膽英雄”

一隻靈巧的機械手臂高高懸起，可以上下左右靈活擺動。眼睛大而萌，那是攝像鏡頭的所在。它的腳可以是幾隻小巧的圓輪，也可以是兩條霸氣的履帶，随時聽候吩咐。不過，它的大腦在身子後方，因為那裡最需要被保護。這些小家夥并不龐大，最大的也不超過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，除去機器人主體身軀，其他功能模塊大多可拆可卸可拼接。比如隻用“眼睛”，就可以不安裝“手臂”。最重要的是，它所有的“器官”，都能在超強輻射環境下正常工作。

核電站通常每運行18個月會停堆大修，很多環境人進不去，如核反應堆水池、乏燃料水池以及許多設備旁。但機器人可以代替人進去完成相應任務。沒有好的耐輻射技術，機器人進入強輻射區也很快會停止工作。2011年的福島核洩漏事故中，很多機器人就因不能耐強輻射而很快癱瘓。

高耐輻射技術正是光電所的核心技術之一。在核電站中，光電所研制的機器人可以承受65℃的高溫，抵禦每小時100個西弗（Sv）的核輻射。其攜帶的相機等傳感器，甚至可以抵禦每小時10000個西弗（Sv）的核輻射。馮常說，高耐輻射技術不是簡單的選擇耐輻射材料。更多的是通過“合理規劃機器人各功能區的布局，分布設計電路，并将傳感器主被動加固”等方式來達到整體耐輻射，“是一項綜合技術”。

能“直播”能打撈能打磨

核電現場的耐核輻射機器人有很多不同的功能，主要分為三類：一類負責攝像，将現場的情況實時傳輸，“直播”到操作人員手中。一類負責水下任務執行，打撈水下異物。還有一類“特種作業”機器人，比如切割、打磨現場機械零件。在強烈的核輻射環境中，機器人成為深入禁地的“孤膽英雄”。

在反應堆内部，反應堆水池裡不允許有異物。可偶爾會掉落一些細小部件。水下異物打撈機器人進入水池後，通過視覺等傳感器，能迅速定位到異物，“眼神機敏”。随後它會通過機械臂夾取異物，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。

機器人代替人進行某些特種作業，能大大提高工作效率，也能更好地保護人免遭輻射。目前，光電所研發的水下高耐輻射機器人，是國内唯一在核電站現場使用過的機器人。

▲異物打撈機器人

核電應急機器人

奔赴輻射區的“特種部隊”

發生在2011年的日本福島核洩漏事故，讓“機器人敢死隊”走進了人們的視野。最初期進入洩漏現場的機器人幾乎沒考慮過耐輻射，瞬間就被“秒殺”。讓人們意識到一切都應未雨綢缪。光電所2014年起與大亞灣核電站聯合研發“核電應急機器人”。去年在成都完成了初步研發，并成功做出了第一套共4個應急機器人，目前已運至大亞灣核電站。這是國内目前誕生的第一套用于核電應急的耐核輻射機器人。

“當然，我國在役的核反應堆，每一個都具備極高的安全系數。”馮常稱，這套應急機器人随時可以使用，平時裝在一個大集裝箱裡，需要使用時，可随整個集裝箱立刻拉走。

邊走邊安裝“中繼器”

核電應急機器人的造型，像是普通核電站用機器人的升級版。這支小小的“特種部隊”，主要分水上和水下工作兩類。

水下的機器人，一個在水底工作，一個懸停在水中工作如“潛艇”。它們将進入反應堆水池、燃料水池等有強核輻射的環境中執行任務。陸上的機器人通常在距離操作人員一兩百米範圍内，接受指揮調度。應急狀态下，操作人員必須在遠離輻射區幾公裡外的安全區域，這時候的機器人就像一個孤獨的戰士，必須獨自前進幾公裡深入到核心輻射區域去執行嚴峻的任務。

在輻射區中，機器人隻能靠自己。因此，它首先被賦予了強大的“行進能力”。它的爬坡、越障能力超強，有複雜的履帶和輪軸設計。為了能夠時刻跟操作人員保持聯絡，它們每走一段路，就沿途自行安裝一個“中繼器”，這樣才能随時将信息傳遞出來。

采集信息帶出“樣本”

機器人進入到輻射區域後，有幾項重要的任務需要完成。

首先，現場的情況要能實時傳遞到外面去，讓人們看到現場情形。其次，它們要在現場采集各類信息，比如濕度、溫度、核輻射的劑量率等，然後傳輸給幾公裡外的操作人員。再次，它們還需要采集現場“樣本”，帶出輻射區，交給操作人員。此外，它們還具備一些救援操作能力，如開關閥門的處理。

“沒有第一手現場信息的掌握，所有的後續應急方案，就無法科學制定，無法對症下藥。”馮常說，核電應急機器人就是那可以第一時間深入前線的“敢死隊”。

成都商報記者 王垚 光電所供圖

編輯 潘莉

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