福岛核电站发生事故后,都有哪些机器人在「抗辐」前线战斗? ...

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自 2011 年福岛核电站发生核泄漏事故后,日本政府在这六年多的时间里,持续不断地采用各种方法阻止核泄漏事件向更糟的方向发展。由于超高的辐射剂量能够瞬间将人杀死,所以日本人使用机器人进行辐射检测和燃料清理工作。「机器人战略」,这非常日本。

不过,就算是钢筋铁骨的机器人,在高剂量的辐射之下似乎也支撑不了多久。

2 月 16 日晨,专门为检测福岛核电站辐射量而研发的的「蝎子」机器人在执行任务中报废,技术人员不得不切除连接电缆,将其留在了反应堆的安全壳内。

「蝎子」机器人由东芝研发制造,长约 60 厘米,能够通过直径只有十厘米的管道,分别装在「尾巴」和机身前端的两个摄像头可用来记录图像数据,内置的传感器用于检测环境的辐射水平和温度。

在模拟视频中,「蝎子」机器人通过灵活的「尾巴」越过沟壑,穿过障碍,并成功采集到「燃料残渣」,然后原路返回。

这款机器人的使命是捕捉反应堆安全壳内的图像,并搜集相关的数据 」东京电力公司的发言人 Shinichi Nakakuki 说。

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「蝎子」正在跨越一道沟壑

但是现实跟模拟视频是不一样的

这些数据跟图像搜集起来并不容易,「蝎子」机器人除了要面对溅满高辐射残渣的道路,更麻烦的是,它还要承受着每小时 650 希沃特的辐射量,而「蝎子」理论上只能承受 1000 希沃特的辐射量 。

进入第二反应堆压力容器正下方通道数米后,机器人的履带出现了异常,无法继续前进,工作人员试图拉动控制线缆让其再次移动,但并没有成功,最终只能放弃。

「蝎子」不是第一台在这短短 5 米通道内报废的机器人,在它进入通道的一个多星期前,同为东芝研发的清洁机器人也没能逃过一劫。

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东芝的清洁机器人拍摄到的画面

清洁机器人的主要任务是为「蝎子」机器人清除路上的障碍 。此机器人爬进通道,用刮刀剥掉碎片,并喷水将碎屑吹走,但随着机器人进一步深入,棕色的辐射残渣越来越厚,难以清除。大约两个小时后,机器人上的两个相机突然出现噪音,图像迅速变暗,很明显,这是长时间暴露在高辐射环境下的结果。

好在工作人员在完全失去对它的控制之前,将其拉出了通道。

当然,参与勘测和清理工作的机器人不只是这两款报废的东芝机器人。近期,东京电力公司宣布,将使用英国 CREATEC 公司和 Bluebear 公司共同研发的 RISER 无人机来检测福岛核电站的辐射泄露情况。

CREATEC 公司在传感器技术以及图像技术上颇有造诣,他们曾与欧洲最大的塞拉菲尔德核电站有过深度合作,并且用 RISER 无人机绘制出核材料的辐射 3D 地图,在处理核辐射方面,这家公司有足够的经验。

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RISER 无人机

RISER 无人机装备了 GPS、高清摄像机和 N-Visage 3D 伽马辐射探测器,并且内置一个小型 3D 伽马摄像机,可以用可视化的方式映射出反应堆的辐射量。RISER 飞行器相当灵活,足以在厨房、办公室内飞行,或者是穿过反应炉内的管道。

日本方面希望用 RISER 无人机绘制清理辐射残骸的地图,不过,RISER 的最大抗辐射量为 10 mSv/hr,所以,它不会用在辐射量更高的危险区域。

除了 RISER 无人机,还有很多各种形态的机器人将深入辐射区域搜集信息。

日立集团 计划在接下来的两个月内将 一台蛇形机器人 送入一号反应堆核心。该蛇形机器人会在反应炉的平台上降下一台摄像机,用以拍摄安全壳内的照片以及绘制 3D 模型。

此机器人会搜集一部分核残渣,以便工作人员分析用何种办法去除里面的燃料。

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日立研发的蛇形机器人

另外,东京电力公司决定,在接下来的两周,将一个 可以进入水下的小型防水机器人 送到一号反应堆进行检测,而在此之前,一款专门为探测发电厂下方水深的特制机器人因受到辐射的影响而报废。

目前的监测和探索主要集中在第一和第二反应堆,第三反应堆的燃料还没有完全熔化,温度仍在控制当中,专家们还没有找到合适的方法进入损坏严重的三号反应堆。不过, 东芝正在开发另一个机器人 ,并计划在 2018 年的 3 月进入三号反应堆搜集熔化的燃料。具体细节,东芝和日本官方并没有透露。

尽管动用了「海陆空」三方的机器人,但福岛核电站的辐射检测和燃料清理的工作依然没有多少进展。根据专家的预测, 福岛核电站的燃料清理工作将持续数十年

自二战以来, 日本人长期生活在对「核能」的恐惧中 ,以致于由「核能」衍生出了《哥斯拉》、《铁壁阿童木》等文艺作品,但现实中的机器人并不如阿童木那样神通广大。日本的机器人技术领先世界,但人们能够从这次福岛危机中看到,在面对 极 端的灾害情况时,目前的机器人技术仍面临这巨大的挑战。

进入反应堆内部的通道十分狭窄,又没有被充分清洁,用于探测和清理的机器人的结构要经过严格的设计, 目前采用的机器人和无人机均缺少厚重的防辐射材料 ,反应堆内部的高强度辐射会破坏机器内部的探测器和相机。希望未来将要进入辐射区的机器人,能在机械结构以及电子元件的抗辐射性能上有所改善。

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