广告
新一代抗辐射机器人Manbo终于抵达了福岛三号反应堆内部
导语:在人类的核能利用历史上,曾发生过三场严重的核事故。两场分别发生在两极争霸时期的美国和苏联,第三次则是六年前发生的日本福岛核事故。虽然事故已经过去了六年半,但是政府的善后工作仍然处在初始阶段。由于地震和海啸的破坏,核电站的三个反应堆因过热发生堆芯熔毁,大量核燃料向外泄露,至今仍然下落不明。幸运的是,新一代抗辐射机器人Manbo能够避开反应堆中的危险热点,最终它抵达了严重受损的三号反应堆底部,向科研人员发回了熔毁铀燃料的视频。这是科研人员在核电站事故发生后首次定位熔毁燃料。纽约时报驻日本记者Ko Sasaki现场探访了福岛核电站的一个反应堆,并撰写了这篇报道。
在日本的福岛第一核电站,四名工程师在一排监控器前弯下腰,其中一个人拿着一个看起来像是一个游戏控制器的装置。他们花了一个月的时间来训练一个小型机器人做未来他们将要做的事情——抵达被核辐射污染的福岛核电站的中心。

2011年的福岛核事故是自 1986 年切尔诺贝利核电站事故以来最严重的核事故,因地震和海啸的破坏,核电站的三个反应堆因过热发生堆芯熔毁。虽然事故发生至今已经超过六年,但里面的辐射水平屡破纪录,不止生人勿近,就连机器人也承受不住,多次尝试都以失败告终,或被碎片阻挡前路,或因遭受过度辐射而导致电路故障。但可喜的是,近日日本的研究人员开发出了新版的机器人Mini-Manbo,有一个可爱的昵称“小太阳鱼”(little sunfish),是用辐射加固材料制造的,能够利用传感器避开核电站反应堆建筑中的危险热点,最终抵达了严重受损的三号反应堆,发回了熔毁铀燃料棒的视频。

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。

经过工作人员长达三天的谨慎操作,Manbo终于到达了严重受损的三号反应堆内部。在那里,Manbo传回了一个关于反应堆底部的大洞的视频。从视频中可以看到,在反应堆底部的水泥地板上,有一团看起来像是凝固岩浆的东西——这就是关于福岛核电站的熔毁铀燃料的第一张照片。



Manbo是一款配备有辐射硬化材料和传感器的水下机器人,首次亮相于日本横须贺的一场展示。Manbo是一款配备有辐射硬化材料和传感器的水下机器人。之前的核电站机器人都失败了,而它成功地绕过了大量废墟,抵挡了超高核辐射,并准确定位了福岛核电站反应堆的熔毁铀燃料。

今年七月份在三号反应堆的发现,以及今年在定位核电站其他两个废弃反应堆的燃料位置上所取得的类似的成功,都标志着这场切尔诺贝利事故后最严重的核灾难的转折点,这也正是日本政府官员一直以来希望看到的。

2011年3月11日,一场地震和随之而来的海啸摧毁了日本福岛核电站的重要冷却系统,当时正在运行的反应堆中核燃料的下落,是这场罕见灾难中最持久的谜团之一。事故发生时,由于燃料温度过高,六个反应堆中有三个熔毁了,铀燃料棒像蜡一样熔化成了液体,滴落到反应堆容器的底部,燃料所释放出的热量足以穿透钢墙,甚至是穿透反应堆底部的混凝土地板。没有人确切地知道,在那些绝望的核电站工作人员们向反应堆建筑中注入冷水以冷却它们之前,这些熔融燃料已经渗透到了内部的哪个区域。核燃料的辐射水平是如此之高,而它们的下落至今不明,这一切都令人非常不安。

当日本政府官员们对灾难处理的善后工作终于有了信心后,他们开始定位这些失踪的铀燃料。这一艰巨的任务需要由机器人来承担,然而普通机器人根本无法胜任,因为它们往往还没有靠近核心区域就已因为遭受过度核辐射而报废。于是,日本科学家和工程师们研发制造了像Manbo这样的新型防辐射机器人。团队还研发了一种类似大型X光机的成像设备,这种机器能够通过一种叫做“Munos”的罕见空间粒子来观察反应堆的内部结构。

目前,日本的政府官员和运行核电站的公用事业公司都希望通过已经找到熔融核燃料的事实,来扭转公共舆论中对核电站的恐惧和厌恶情绪。在这场一度几乎危及东京的核辐射泄漏事故发生六年半后,日本官员们希望能向媒体和仍然沉浸在恐慌之中的大众证明,核电站已经从灾难后的危机模式中脱离出来了,政府和公司已经开始采取安全有效的清理措施。

“直到今天,我们才知道当年熔融的核燃料到底在哪里,也才知道它们现在是什么样子的。”核电站运营商、东京电力公司核电部门的总经理木本贵宏先生(Takahiro Kimoto)说。“既然我们现在已经能够定位并观察燃料,我们就可以进一步计划回收它们了。”

东京电力公司更喜欢将核电站描述为一个大型“工业清理”现场。目前,每天大约有7000人在这里工作,他们的任务包括建造新的储水罐、将放射性碎片转移到一个新的处理地点,以及在反应堆建筑上架设巨大的脚手架,这些建筑曾一度在事故中因氢气爆炸而分崩离析。

如今,访客们进入福岛核电站参观比一年前要轻松很多,不过他们还是得换上特殊的防护服。除了最危险的区域之外,工作人员和游客都可以自由地在核电站内部行走。东京电力公司的一名引导人员解释说,这是因为污染核心区域已经拆除一切建筑,并被彻底隔离开来,所有受核污染的土壤都被密封了。



福岛核电站一号反应堆,其顶部在2011年3月11日的事故中被摧毁。



在记者最近的一次采访中,尽管个人在核电站的行动范围仍然受到严格限制,每个人都被要求随身佩戴核辐射测量表,但是工厂里的氛围明显比以往更加轻松自在了。在休息区域,工作人员们甚至可以在一个大型自助餐厅中享用从便利店里买来的便当和零食。

在工厂的入口处,一个牌子上写着:“禁止在此设施内玩Pokemon GO等游戏。”

“我们已经完成了事故残骸的清理工作,一切基本上都在掌控之中。”负责拆除核电站的东京电力公司发言人广濑大辅先生说,“现在,我们终于要准备着手拆除福岛核电站了。”

今年9月,日本首相办公室将2021年——也就是灾难的10周年纪念日——确定为核事故清理工作进入下一重要阶段的目标日期,届时工作人员们将从三个被摧毁的反应堆中的某一个着手,提取其中熔毁的铀燃料,尽管目前他们还没有确定到时候要从哪一个反应堆开始。

日本政府承认,彻底清理核岛福电站至少需要三十到四十年,并耗费数百亿美元的巨额资金。为此,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。

在1986年发生在前苏联切尔诺贝利的核电站事故中,处理人员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。与此不同的是,日本政府已向公众承诺要拆除福岛核电站,并对周围的广大乡村地区进行全面净化——在事故发生前,这里曾一度是16万居民的家园。背井离乡的难民们中有不少人已经被允许返回故土,因为核电站周围的农村和城镇已经被清理干净了。但日本政府官员们不得不承认,如果不对核电站进行进一步的处理,他们将很难让公众相信,这场事故在真正意义上结束了。

政府官员们还希望通过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——日本国境内大部分核电站在灾难发生后关闭至今。

在处理福岛核电站事故的过程中,东京电力公司和日本政府一直谨慎行事,以避免引发二次灾难。“他们的工作非常有条有理——有些人可能会说,这太慢了——他们小心翼翼地避免任何失误或令人不快的意外。”忧思科学家联盟(Union of Concerned Scientists)的核安全项目主管戴维·洛赫鲍姆这样评价,“他们希望重获公众的信任。他们已经认识到,信任的恢复比损失的速度要慢得多。”

东京电力公司的发言人广濑大辅先生引导我进入了未损坏的5号反应堆的建筑内部,该反应堆的结构与其他三个被严重摧毁的反应堆是一样的。

广濑先生指着一个狭窄的入口坡道告诉我,那里有两个机器人,其中一个看起来像一只蝎子。这个不幸的蝎子机器人在今年二月份被废墟里的残骸缠住了。在工程师们把它解救出来之前,它的监控屏幕已经变成黑色了,因为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。



楢叶町远程技术开发中心,工程师们正在测试一款新研发的清理机器人。



广濑先生引领我来到了反应堆下一个被称作“基座”的地方。反应堆的底部看起来像一堆巨大螺栓的集合——事实上它是反应控制杆的接入点,能够加速或减缓一个正常运营反应堆内部的核反应。基座看起来像一个闪闪发光的金属格栅,整个建筑物的混凝土地板在下面清晰可见。

“加热到一定程度的核燃料会从这里掉下来,在这个格栅里熔化。”广濑先生向我介绍道。我们蹲下来以避免不小心撞到头顶的各种建筑。反应堆底部周围的整个区域都是黑暗的,充斥着各种复杂的管道和机械。



广濑大辅正在进入未受损的五号反应堆的底部



广濑说,为了避免被废墟阻挡或者被碎片纠缠,Manbo机器人花了3天时间抵达事故中严重受损的3号反应堆单元的底部。

除了Manbo之外,工程师们还建造了一个名叫“蛇”的机器人,用以检查其他两个严重受损的反应堆,“蛇”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。

总而言之,福岛核电站受损反应堆的残余核燃料清理工作将呈现出前所未有的技术挑战和安全风险。

目前,工程师们正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。研发中心还拥有一套虚拟现实装备,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。



楢叶町技术开发中心正在进行的其他研究项目



“我已经当了30年的机器人工程师,但从来没有遇到过像这样困难的任务,”楢叶町技术开发中心的研究发展主管川妻真司(Shinji Kawatsuma)先生这样说。“对于我们研发中心的工程师而言,这是一项艰难而神圣的使命。”

(原文刊登于纽约时报,本文来源于36kr)
Edit
注:机器人网原创文章,欢迎转载与分享,转载请注明出处。
广告
推荐使用浏览器内置分享