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解密核电应急机器人:强核辐射环境下的“孤胆英雄”

2017-07-06 11:33
水墨黯月
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超强核辐射环境是人类的禁区,但却往往有着人类不得不去完成的任务。

2017年2月,战士“蝎子”只身前往日本福岛核泄露的核心区域。在那片禁地中,“蝎子”要执行一系列调查取样的任务。能承受强辐射的它,在执行任务的过程中,还是以“牺牲”告终。

解密核电应急机器人:强核辐射环境下的“孤胆英雄”

日本此前公布的蝎子机器人照片

但人类在探索适应核辐射环境下的特种机器人的道路,才刚刚开始。

中科院光电技术研究所(简称光电所)有一支专门研发耐辐射装备和机器人的团队。90年代,光电所成为国内最早涉足这一领域的科研团队。如今,中国几乎所有的核电站都在使用光电所研发的耐辐射机器人设备,它们会代替人们进入核反应堆内部,完成一系列的特殊任务。

前不久,由光电所、西南科技大学及中物院联合主持的项目“强辐射环境强适应型机器人关键技术及其应用”获得了四川省科技进步一等奖。

许多人联想到,如果机器人适应强辐射,是不是就可以应用于例如日本福田核泄漏一样的事故?

事实上,光电所特种光电智能化装备研发团队从2014年起就开始与大亚湾核电站开展对“核环境下应急机器人”的联合研发,一套能应用于高辐射区域侦查救援的“应急机器人”,已于2016年底正式亮相。

手在前 头在后 它能抵御每小时100西弗的核辐射

这些小家伙并不庞大,最大的也不超过100公斤。一只灵巧的机械手臂高高悬起,可以上下左右灵活摆动。眼睛大而萌,那是摄像镜头的所在。它的脚可以是几只小巧的圆轮,也可以是两条霸气的履带,随时听候主人的吩咐。不过它的大脑不同于任何机器人的族群,它的大脑在身子的后方,因为那里最需要被保护。除去机器人主体身躯,其他的功能模块,大多可拆可卸可拼接。比如只用“眼睛”,就可以不安装“手臂”。

解密核电应急机器人:强核辐射环境下的“孤胆英雄”

水下多功能智能化机器人

最重要的是,它所有的“器官”,都能在超强辐射的环境下正常工作。这些小家伙的工作场所,在核电站之中。

核电站通常每运行18个月后会停堆大修,但很多环境,人进不去,例如核反应堆水池、乏燃料水池以及许多设备旁。但机器人可以代替人进去完成相应任务。可是,没有好的耐辐射技术,机器人进入强辐射区很快会就会停止工作,2011年福岛核电事故中很多机器人就是因不能耐强辐射而很快瘫痪。

高耐辐射技术正是光电所的核心技术之一。在核电站中,光电所研制的机器人可以承受高达65度的高温,同时抵御每小时100个西弗(Sv)的核辐射。而机器人携带的相机等传感器,甚至可以抵御高达每小时10000个西弗(Sv)的核辐射。公开资料显示,在平时生活中,做一次胸部CT扫描的辐射量在6-18毫西弗,当人类一次性遭受4000毫西弗会导致死亡。

从技术上来讲,高耐辐射并不是简单的选择耐辐射材料,更多的是通过合理规划机器人各功能区的布局、分布设计电路并将传感器主被动加固等方式来实现的。达到整体耐辐射,是一项综合技术。

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