智能机器人活跃于核电领域

在核电站的核岛厂房反应堆换料水池上，一个看似体态笨拙的机器人正在精准地装卸核燃料。它的动作灵敏而有力，成为了核电站内部一道独特的风景线。这不是科幻电影中的场景，而是真实的核电站工作环境。在现实中，这类智能机器人发挥着重要的作用，不仅用于装卸核燃料，还承担着危急时刻保障工作人员安全的职责。它们的出现与应用得益于技术的不断发展与创新。

不久前，由中国广核集团牵头研发的国家重点研发计划课题——“核反应堆专用机器人技术与应用”成功通过了国家科技部的验收。随着核电站数量的不断增加，对于核电站机器人的研发需求也日益迫切。这些机器人成为了解决核电站中人力无法完成任务的得力助手。在位于广东省深圳市大亚湾核电基地的国家能源核电站核级设备研发中心实验基地中，各类机器人正在实验室中接受实战演练和培训，为未来的应用做好准备。

这些机器人中，“老大哥”无疑是“反应堆换料机器人”。这个外观庞大的机器人跨越反应堆水池，其跨距达到惊人的7.9米。它是每个核电站都必须配备的重要设备之一。除了外观庞大之外，它还有非常强大的功能——专门用于装卸核燃料组件。这个机器人能够从核燃料厂房将一个燃料组件装进反应堆，或者在需要的时候将乏燃料组件从反应堆中卸出并运送到核燃料厂房进行储存。

智能机器人在核电站的应用远不止于此。在应急救灾、事故处理、设备维修等方面，智能机器人技术发挥着重要的作用。它们能够替代人员在核环境下进行工作，从而提高核电站的安全性和经济性。“核电站专用机器人技术与应用”课题的研发背景就是基于核电站工程和运营的实际需求。经过4年多的研究和开发，课题组已经成功研制出若干工程样机产品，并且部分产品在防城港核电站得到了成功的应用。

目前，我国是世界上在建核电机组最多的国家，对机器人的需求量也在不断增加。智能机器人能够无惧高辐射环境，工作效率高、耐久性强，并且精确程度远超人类。对于核电站中一些高辐射的工作场所，使用机器人替代人员进入操作是最好的方式。这不仅可以减少人员受到的高剂量辐射，还能提高工作效率和安全性。因此智能机器人在核电站的研发方向主要为两方面：一是每个核电站必备的机器人；二是减少工作人员受照剂量的机器人。对于后者来说，虽然依靠人力也能完成任务，但由于对人体伤害较大，因此研发替代机器人变得尤为重要和迫切。随着技术的不断进步和创新，我们有理由相信智能机器人在核电站的应用将会越来越广泛和深入。随着科技的不断进步，对于核电站密封面打磨等高风险作业，我们已不再依赖人工操作。取而代之的是专业的打磨机器人，它们能够在高剂量环境中出色完成任务，确保工作人员的安全。压力容器密封面打磨作业通常需要十至十二人同时工作，持续二十多分钟，每人承受剂量约为三百至四百微西弗，总剂量可能超过五毫西弗。利用抛光机器人进行作业，仅需两名操作人员就能控制整个流程。它们不仅能高效打磨密封面，还能轻松处理顶盖密封槽，更重要的是，在打磨期间，操作人员无需暴露在高风险环境中。设备作业时间被控制在半小时内，大大缩短了作业时间，同时确保操作人员的总照射剂量仅为几十微西弗，几乎达到了忽略不计的水平。

放射性设备抛光作业历来存在高吸入性照射风险，也就是内照射风险。幸运的是，借助先进的机器人技术，这一风险得到了有效消除，为操作人员提供了更高的安全保障。除了抛光机器人，还有蒸汽发生器一次侧堵板操作机器人、反应堆压力容器螺栓孔清洗机等一系列高科技产品，都在为减少人员辐射而努力。

吴凤岐先生表示，“我们的研发重点是将人员从高强度劳动和高辐射环境中解放出来。真正的安全不仅意味着核电站的平稳运行，更意味着操作人员的安全无虞。这也是我们研发机器人的终极目标。”

随着具备完全自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”的成功落地，对核电站配套机器人的自主研发需求愈发迫切。吴凤岐提到，不同技术参数的核电站需要不同参数的智能机器人。以换料机器人为例，针对“华龙一号”示范机组，载装燃料组件的数量和技术参数都有所调整，这就需要我们的机器人在参数设置上做出相应的调整。

在初期，我国的核电站智能机器人主要依赖进口。但随着核电技术的不断发展和核电机组数量的增加，自主研发变得尤为重要。吴凤岐表示：“我们已经拥有了自主研发的核电技术‘华龙一号’，那么配套的智能机器人也不应依赖进口。”目前，我国的核电站智能机器人研发主要参考国外先进技术并进行再创新，使之适应每个核电站的实际情况。例如，换料机器人在技术和参数上的调整使其在国际上处于领先地位。

吴凤岐也坦诚地指出，我国的核电机器人技术与国际先进水平仍有一段距离。未来的发展方向是追赶国际先进技术，并研发出更适合我国自主技术的核电站智能机器人。而那些如美国、法国和日本等核电智能机器人的研发强国，他们的优势主要在于起步早和研发时间长。