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福岛核电站的维修进展一直受到人们的关注，日前，国际原子能机构调查团将于2月14日至18日访问日本，验证日本福岛第一核电站核污染水排海的安全性。
调查团包括来自国际原子能机构各部门和实验室的工作人员，以及分别来自中、美、俄、英、法等11个国家的11名具有不同技术能力的、独立的、国际公认的专家。
与这个消息同时发酵的还有福岛核电站处理进展，在2月8日，东京电力公司称，为了取出融化在福岛第一核电站1号机组核反应堆的核燃料碎片，已再次选择投入机器人对容器内部进行作业。这是自2017年3月以来，日本时隔5年再次对1号机进行调查。
虽然此前在今年的1月12日，这项调查计划曾因投入使用的机器人发生故障而停止，但东京电力公司称，今后将陆续投入6台安装不同装置的机器人收集必要的信息。
福岛核电站机器人作业依然是一个大的难题，虽然与有可比数据的2011年11月相比，辐射量减少了70%以上。但东京电力公司仍然表示，根据5年前通过机器人对福岛第一核电站1号机组反应堆安全壳内实施调查结果判断，沉积在安全壳底部的高活度核污水和作业用脚手架的西韦特值仍然远高预期。
▍福岛核电站机器人清理进展
人类一直在尝试让机器人进入核辐射区域进行工作，一方面是切诺尔贝利、福岛核电站的严重事故，都给人类带来过惨痛的代价。另一方面则是煤炭采掘量不足、新能源汽车的大规模充电用电、可能出现的“新周期”等等，使得电力需求火爆、供应紧张的态势蔓延全球，最终的解决本次能源问题的路径，必然是大幅度增加电量的供给。
因此，发电规模大、稳定性强的核能再次进入人们的视线。
在核电站里，一个反应堆一小时的发电量约100万度，这也使得发展核电在人类尚未找到更好替代能源之前，将是解决能源问题的重要选项。
核电站的机器人已经大致发展分为日常作业以及紧急抢险两大类，类型包括水中和陆地作业机器人，而这些机器人在日本由于福岛核电站事故，得到了进一步的重视和使用。
与苏联时期的切尔诺贝利核泄露事故时机器人和人工智能技术十分落后不同，在当时，机器人尝试进入反应堆几秒钟便瘫痪，因此只是简单地将烧毁的反应堆埋入混凝土当中，而没有采取进一步的清理和隔离措施。
到了现代，日本发生福岛核电站泄露事故以后，日本坚持选择派出机器人进行现场的勘察与执行相关任务，不过在2011年，这个由千叶工业大学、国际救助系统学院和日本东北大学联合开发的产品Quince 1很快被废墟里的残骸缠住，与外界失去联系并“搁浅。但日本坚持采取机器人进入核废墟，而不是完全封闭，与此对应的行为还有核污水排放。
虽然日本没有放弃对这类抢险机器人的研制，但进展一直不大。2011年后的几年，由日立-通用核能公司（Hitachi-GE Nuclear Energy）和国际核退研究所（International Research Institute for Nuclear Decommissioning）开发的勘测机器人曾被寄予厚望，但依然在辐射超标的现场工作不过半个小时，日方解释称这是由于部分区域的核辐射超出预期导致。这一度引发国际社会对于日本不作为的指责，许多学者认为放任泄露不如采取切尔诺贝利核泄露事故中盖石头房子的方法。
但好消息是在2017年11月，核电站的水下机器人进入获得了突破性进展。一款配备有辐射硬化材料和传感器的水下机器人Manbo最终绕过了大量核废墟，抵挡住了超高核辐射，成功抵达严重受损的三号反应堆，发回了熔毁铀燃料棒的视频，并准确定位了福岛核电站反应堆的熔毁铀燃料。
Manbo的尺寸只有鞋盒大小，能够使用微小的螺旋桨在水中盘旋滑翔，类似于一架空中无人驾驶机。它是用辐射加固材料制造，能够利用传感器避开核电站反应堆建筑中的危险热点，其首次亮相于日本横须贺的一场展示。
除了Manbo之外，日本工程师们也发现了履带型机器人的结构局限性，后续还建造了一个名叫“蛇”的机器人，用以穿过废墟检查其他两个严重受损的反应堆。“蛇”的形态可以穿过反应堆内部的残骸，而它身上携带的介子成像设备可以穿透大多数阻挡物体。目前，这套介子成像装置已经向工作人员传输了一些模糊的反应堆内部图像。
同时，日本政府还专门在核电站附近建造了一个造价高达几亿美元的研究中心，帮助科学家和工程师们开发新一代的防辐射机器人，以进入受损反应堆建筑的深处展开清理工作。
工程师们在附近的楢叶町技术开发中心研发新一代抗辐射机器人，该研发中心拥有一个机库大小的仓库，专门用以容纳福岛核电站的等比例模型。值得一提的是，研发中心还拥有一套虚拟现实和虚拟仿真装备，用以模拟受损反应堆建筑的内部情况，包括定位已知残骸和燃料的位置。
▍问题为何迟迟难以解决？
之所以大力发展应急和日常使用的核工业机器人，是因为日本政府一直在计划重启多个退役多年的核电站——日本国境内大部分核电站在灾难发生后关闭至今。
日本政府官员们希望通过机器人展开清理工作，来帮助核电站事业重新获得公众的认可，从而重新启动一系列其他未受损的核电站，其中包括废弃近10年的全球最大核电站柏崎刈羽，此举一度引发外界对日本核电安全的担忧。
相较直接排入大海，想要让机器人来从事核燃料的回收和清理工作并非易事。日本研究人员从上世纪80年代就开始从事抢险救灾机器人方面的研发工作，但进展一直并不顺利。一般而言，机器人进入到辐射等受灾区域后，大致都有几项重要的任务需要完成。
首先，是对于现场情况的感知和传递，例如机器人需要在现场采集比如湿度、温度、核辐射的剂量率等各类信息，然后传输给几公里外的操作人员，让人们能够实时看到现场情形。其次，它们还需要采集现场“样本”，带出受灾区，交给操作人员。最后，机器人最好还具备一些救援操作能力，如开关阀门的处理，搬开大石头，更难的操作也有包括直接清理核电站屋顶等。
一直以来，日本对于核辐射机器人的最终任务是在福岛第一核电站寻找和回收约600吨的炽热核燃料及残骸。
一开始，科学家认为配备相应的防辐射摄像头、放射量测定器和其他工具后，机器人便可进入人类无法进入的任何环境，如果足够强大和灵活，甚至可以携带样本供科学家检测，但现实却因为环境的波动变量很大，导致了一次次机器人尝试的失败。
毫无疑问，机器人的故障与大剂量核辐射脱不开干系。其核心原因是核辐射会导致机器电路板上的半导体出现功能紊乱，造成机器的“趴窝”。
核辐射越大，对于电路板的破坏也会越大，机器坏的越快，机器人在高辐射环境中“四肢”和金属外壳材料会快速老化，“大脑”芯片被损毁导致控制传输的电子设备失灵、“眼睛”摄像机也会黑屏，甚至最终变成“玻璃渣”。
例如在工程师们把前面提到的Quince 1机器人解救出来之后，发现它的监控屏幕已经变成黑色，其内部电子部件遭到了核辐射的严重破坏。事后的报道表明，当时机器人周围核辐射达到了每小时70西韦特的惊人水平，而一个西韦特的辐射量就足以引起人体的辐射病变。这种正常环境下无法预料的核辐射情况，对机器人综合技术提出了更高的要求。
根据日本政府的计划，福岛第一核电站的报废分为核污染水处理、核燃料取出、核电站整体拆除“废炉”三个阶段，2021年前后开始用10-15年时间取出全部核燃料，最终到2041-2051年才能彻底完成，耗时长达25-35年。但这一计划一度随着机器人进入情况的不理想进一步推迟，而近期则在国际舆论的关注下再次得到推进。
▍关于未来
就机器人技术而言，在设计和制造中，高耐辐射技术是技术核心之一，但机器人不是简单地由抗辐射材料制成，而是更多地通过对机器人各种功能区域的合理规划、电路的分布式设计以及传感器的主动和被动加固来实现整体抗辐射，正如一些专家所提到的，达到整体耐辐射更是一项综合技术。
当然，这项技术随着材料学的进步也在不断实现突破，目前德国EMSM系列、美国SASIN系列机器人都能够在真实的高辐射环境应用，且可远距离操控，而中国在2017年，由中国科学院光电技术研究所与中广核核电运营有限公司联合研发的核电机器人团队也正式亮相，并开始在广东大亚湾服役。该核电机器人团队有五个成员，包括陆地巡检机器人、水下多功能智能机器人、水下巡检机器人、异物打捞机器人及小型水下观测机器人。
与日本德国等国家的核能源产业一度陷入全面停滞不同，我国核能源建设一直在安全有序进行。根据国家能源局公布的数据，截至2021年1月，中国大陆共有49台商运核电机组，16台在建、拟建核电站，数量上看位居世界前列，但发电量仅占到整体用电量的5%左右。企业主体主要包括了中国广核、中核集团、国家电力投资集团和华能集团，涉及的主要公司包括中国核电、中国核建、中国广核、中广核电力等。
虽然目前全世界市场上提供的包括摄像系统、成像系统、多振动传感器等零部件绝大多数设计上并没有抗辐照功能，反言之，抗辐照的零部件基本上没有市场。但在不远的将来，我们有可能会看到核电政策的持续松动。而这些松动的迹象，也必然会以安全、环保、潜在风险可控为重要的出发点，那时候，全世界与核电运维和抢险息息相关的核电机器人市场，必然将迎来一波快速发展浪潮。
