智能机器人活跃核电舞台

在繁忙的核电技术世界里，中科华核电技术研究院研发的换料机器人成为了一道独特的风景线。在核电站核岛厂房反应堆换料水池上，这个看似体态笨拙但实际上精准无比的机器人正在灵活地进行核燃料的装卸。这并非科幻电影中的场景，而是实实在在发生在核电站中的一幕。

这些机器人，宛如核电站中的“大白英雄”，不仅负责装卸核燃料，更在危急时刻挺身而出，为工作人员筑起一道安全防线。它们体态憨厚，但头脑精准，温暖而可靠。

最近，由中国广核集团牵头的国家863计划“核反应堆专用机器人技术与应用”课题在防城港核电基地顺利通过国家科技部的验收。随着核电站建设数量的增加，我国核电站机器人的研发工作也进入了需求更为迫切的阶段。

这些机器人被赋予了一项特殊的使命——完成人类不可能完成之任务。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，不同种类的机器人在基地实验室的试验平台上进行实战演练与培训。这些机器人中，“老大哥”非“反应堆换料机器人”莫属，它是每个核电站建设时必须配备的机器人之一，外观庞大，横跨反应堆水池，跨距达7.9米。

除了换料机器人外，课题组还研发了其他多款核电智能机器人，这些机器人在核电站的应急救灾、事故处理、设备维修等方面具有重要的应用价值。它们被设计用于在高放射性环境下工作，以解放工作人员免受高剂量辐射的危害。这些智能机器人具有无惧危险环境作业的能力，工作效率高、耐久性强、精确程度也大大超过人类。

在我国核电站中，一些工作人员每年接受的剂量照射不能超过规定的限制。在高辐射工作场所，使用机器人替代人员操作已成为未来的研发方向。智能机器人的研发主要分为两个方向：一是每个核电站必备的机器人，主要负责完成核电站中人力不可能完成的任务；另一个研发方向则是研发尽可能减少核电站工作人员受照剂量的机器人。以反应堆密封面打磨抛光机器人为例，这个机器人的主要功能是对核电站反应堆压力容器密封面和顶盖密封槽进行打磨、抛光和检测，这一任务的完成过去需要依赖人工打磨的方式。但由于高辐射环境对人体的伤害较大，机器人的介入显得尤为重要。它们的出现不仅提高了工作效率和安全性，也大大降低了工作人员受辐射的风险。这一领域的研究与探索仍在进行中，智能机器人技术将继续助力核电技术的发展与进步。在高压与辐射的双重考验下，密封面的打磨工作通常需要集结十至十二名工匠，连续作业逾二十分钟。由于剂量水平较高，工作人员承受的辐射剂量在300至400微西弗之间，全体人员的总照射剂量可能超过5毫西弗。技术的革新带来了抛光机器人的应用，仅需两名操作人员即可控制。不仅效率大大提高，机器人还能精准打磨密封面和顶盖密封槽。最值得一提的是，操作人员在作业期间无需留守高剂量现场，设备作业时间被压缩至半小时以内，而作业人员的总照射剂量更是降低到仅几十微西弗，实现了安全性的极大提升，将人员内照射风险降到了零。

放射性设备抛光作业的特殊性使其属于高风险工作范畴，特别涉及到高吸入性照射风险。为了彻底消除这一隐患，科研人员积极研发各类机器人，如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。这些机器人不仅减轻了人员的工作强度，更在保障人员安全方面发挥了巨大作用。

随着具备完全自主知识产权的“华龙一号”三代核电技术的广泛应用，对核电站配套机器人的自主研发需求愈发迫切。吴凤岐指出，“华龙一号”技术机组与二代改进型核电技术在某些参数上存在显著差异，因此智能机器人的参数设置也需相应调整。以换料机器人为例，针对“华龙一号”示范机组，其燃料组件载装数量调整为177个，显示出我国核电技术自主创新的实力。

回顾我国核电站智能机器人的研发历程，初期主要依赖进口设备。但随着核电机组建设数量的增加，自主研发的重要性日益凸显。吴凤岐表示，我国在换料机器人等智能设备的研发上已取得领先成果，甚至在某些技术上超越了国外设备。与国际先进水平相比，我国核电机器人技术仍有待进一步提高。

未来，我国核电机器人的发展方向是追赶国际先进技术，并研发出更符合自主技术的核电站智能机器人。吴凤岐强调：“我们已经在某些领域取得了显著成果，但我们的目标不仅是达到国际水平，更要力争超越。”在参考国外先进技术的我国科研团队注重自主创新，根据不同核电站的实际需求调整机器人参数。例如，换料机器人在大亚湾核电基地的成功应用，展示了我国在核电技术自主创新的道路上取得的成就。