“日本的机器人无处不在,除了核电站。”
随着福岛救援工作的持续延长,日本救灾手段的技术含量之低引致一轮批评声浪。事实上,记者查阅文献资料表明,防核辐射机器人其实并不新鲜。
最早开展研制的是美国,上世纪40年代,美国阿贡实验室研制出一台可操作放射性物质的机械手。1977年,日本早稻田大学开发出第一台可用于核电站巡检的双足机器人,可完成检查和开关电站阀门、处理放射性污水等增强操作。随着美国三里岛、苏联切尔诺贝利核事故的相继发生,包括美、法、德在内的一些国家纷纷加大核电站机器人的开发力度。无论是可执行的动作种类、行动的灵活性、电池的工作寿命,还是传送信号方面,都得到了全面提升。日本亦不例外。现在,世界上各类核电站机器人已不下数百台。
但是,在反应堆安全壳内外执行任务是完全不同的情况。即使进入安全壳,反应堆运行时和停堆时情况也完全两样。福岛的难度在于,要在堆芯仍在熔化、反应时,进入安全壳内部,这不是一般的核电站机器人能完成的。事实上,目前绝大多数核电站机器人都只能用于停堆时的巡检和部分简单操作。
据核电专家介绍,当电站运行出现故障时,过去通常的处理方法是先将整个核电站停机,再实施人工或机器辅助检修。这种检修一般需要好几天,每天经济损失可达上千万元人民币。为减少经济损失,对能在反应堆运行状态下进行检修的机器人的需求变得迫切。
中科院沈阳自动化所是我国研制工业机器人的重镇。该所机器人学实验室研究员李斌向《科学时报》记者介绍,放射性物质裂变时释放的高频贝塔射线,很容易造成电子系统瞬间失灵,受影响最大的是摄像头。由于使用了光电传感器,摄像头内部元件同时受到光脉冲干扰和强电磁辐射干扰,一旦其损坏,场外控制就无法有效进行。为保证其有效工作,通常除选用特殊材料,还要对某些元件进行“加固”处理,其中包括实施一定的防护。
这并不是全部。由于既要对设备采取一定防护措施,又要保持通讯畅通,因而不能全封闭。“这是一对矛盾。”李斌说。事实上,2009年河南辐照食品厂发生事故时,情形与此类似。钴60放射源升井后,被意外卡住无法下井,被裸露在空气中。当时也考虑过送机器人进去,但是辐照室强大的屏蔽性使信号无法穿透。这正是所有核电站机器人普遍面临的问题。当然,也可以采取有线连接。这可能是更为稳妥的办法。让机器人牵着一根长长的尾巴钻进去,或者干脆将机器人做成蜈蚣或者蛇的形状。这正在成为一种趋势。
地震发生后,李斌和日本东北大学的同行进行了交流,他只听说有地震救援机器人参与搜寻幸存者,却没有听说进入福岛核电站的。而且地震之后接踵而至的海啸,也使这几个专为震后废墟搜寻而设计的机器人失去了用武之地。
李斌解释说:“核工业机器人