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日本研發出機器人「小太陽魚」 成功探測福島三號核反應堆內部

日本研發出機器人「小太陽魚」 成功探測福島三號核反應堆內部

圖文引用自:https://www.limitlessiq.com

2011 年日本福島核洩漏事故後,日本先後研發了數種機器人探測和清理核輻射,到目前為止,大部分機器人已經葬身廢棄的核電站。

日本又開發了一種名叫小太陽魚(Little Sunfish)的機器人,希望它能在福島第一核電站三座堆芯融化的核反應堆中找到失踪放射性燃料,並拍攝照片。

據報導,小太陽魚是由東芝(Toshiba)旗下核技術部門的資深科學家松崎健二(Kenji Matsuzaki)研發,與麵包圈大小相當,顏色紅白相間,配備有五個螺旋槳、一個透明的圓頂、前置和後置攝像頭以及大量傳感器。

小太陽魚機器人被設計在強烈的核輻射、完全黑暗或水下環境中作業。經過三個月的測試、訓練和微調,研究人員認為它已準備好完成自己的使命。

僅僅是把小太陽魚機器人及其支持裝置送入巨大的混凝土建築內(這裡有受損的核反應堆)就用了兩天時間。

四個獨立的團隊輪流設置控制面板、電纜捲筒和機器人需要的其他設備。即使是穿著全套防護服,每組工作人員也只能在建築物內待上幾分鐘,在便攜式照明設備的幫助下,在機器、管道和人行道的「灌木叢」中穿梭。

當一個團隊達到每日最大輻射劑量時,就會被其他團隊取代。松崎健二本人曾親自進入裡面做了兩次嘗試,對小太陽魚機器人進行最後的調試。在夏天的高溫條件下,面罩下和防護服內汗流不止。每當便攜式顯示器上顯示,他已經達到每天能夠忍受的最大輻射劑量時,他的神經都會隨之跳動。

所有努力都是為了讓小太陽魚機器人花三天時間繪製核反應堆殘骸中的地圖,以尋找失蹤核燃料的蹤跡,松崎健二將在大約 500 米外的控制室監測其進展。

身穿防護裝置的技術人員可以在反應堆建築內工作很短的時間,但是他們不能進入放射性更強的安全殼中,而安全殼很可能是他們可以找到至少一部分丟失核燃料的地方。

要想製造能夠進入安全殼內部、並保持機動性的機器人,存在幾個獨特的挑戰。首先,安全殼只有在反應堆大樓地面 2.4 米高的地方才有 5.5 英寸的圓形維修通道,為此機器人的體型必須足夠小巧才能進入。第二,由於安全殼裡裝滿了用來冷卻核反應堆的水,為此機器人必須能夠游泳。第三,由於水和厚牆可能阻礙無線信號傳播,為此小巧、會游泳的機器人需要足夠強大,能夠在水下拖動長達 60 多米的電纜。

小太陽魚機器人在東芝實驗室和政府運營的「港口與機場研究所」的巨大的模擬水池中進行了數月的研究、實驗和測試,以平衡其上述所有功能。

松崎健二及其團隊嘗試了不同的螺旋槳、攝像頭以及傳感器配置,提高螺旋槳發動機的功率,開發新型塗層,使電纜的移動更加順暢,並確保所有設備能夠承受極高的輻射。

凌晨四點半左右,穿著全套防護裝備的東芝技術人員衝進了反應堆大樓。他們快速來到安全殼的外牆處,爬上階梯,直到小太陽魚及其設備被預先放置的地方。

他們把閥門打開,然後將其與沈重的導管相連,再把太陽魚放在它的頂端,一直穿到另一頭。慢慢地,小心翼翼地,他們把管子彎成斜角,直到機器人滑進下面的水里。

控制室的監控器通過電纜線與太陽魚的控制系統相連,在小太陽魚攜帶的照明設備照耀下,松崎健二團隊能看到一條狹長的帶狀區域穿透渾濁的海水。坐在長桌子前,一名技術人員正用類似視頻遊戲控制器的設備“操控”小太陽魚。另一個人把它的電纜固定住,讓它繃緊,這樣在機器人四處游動時才不會被纏住。第三個人則利用安全殼的 3D 軟體模型估計機器人的位置。

任務第一天,太陽魚機器人的大部分時間都在偵察。安全殼內的損毀比預期的更嚴重,地板上滿是卵石大小、無法辨認的碎片,殘損的設備散落在各處。

但是沒有核燃料的痕跡,經過 8 個小時的搜尋,松崎健二團隊把太陽魚拉回了水面。第二天,他們休息了一天,並藉機討論他們的發現,以及製定下一步計劃。

第三天早上,操控團隊把太陽魚重新放回水中。這個團隊小心翼翼地駕馭著它,但是時間一長,機器人的強大螺旋槳就會攪起令人目眩的沉澱物,迫使他們只能等到水變清才能繼續行動。

經過幾個小時的探索,隨著正午的臨近,松崎健二感到越來越緊張。接著,監視器上出現了一些令人吃驚的東西。松崎健二突然指著監視器問道:“那是什麼?”

每個人都立即警惕起來,並指著他們屏幕上看到的東西:從反應堆壓力容器底部流出像燭蠟一樣的東西,看起來像是鍾乳石。顯然,他們發現了失蹤核燃料的第一個跡象。在把機器人拉出來之前,他們在該區域附近操縱著太陽魚,盡可能多地記錄下更多訊息。當鬆崎健二宣布任務完成時,控制室爆發出一片掌聲。

太陽魚所拍攝的照片顯示,反應堆容器底部的控制桿機構已經解體。熔化的燃料與熔化的金屬混合,從它們留下的開口向下滴落,並形成了我們在視頻中看到的「鐘乳石」。

這種類似熔岩的混合物在反應堆壓力容器和用於插入控制棒的冰箱大小的機器上燃燒,其有些液體滴到安全殼的底部。安全殼的牆壁上似乎也有大量的燃料。

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