http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-09 06:58:37 來源:中國能源報
導讀:美國現在服役的舊核電站運行設備磨損嚴重,美國3/4的de核he電dian站zhan都dou有you放fang射she性xing物wu質zhi氚chuan泄xie漏lou的de情qing況kuang,這zhe主zhu要yao存cun在zai於yu將jiang冷leng水shui通tong過guo管guan道dao運yun到dao反fan應ying堆dui進jin行xing冷leng卻que的de這zhe一yi過guo程cheng中zhong,氚chuan會hui通tong過guo埋mai在zai地di下xia的de被bei腐fu蝕shi的de管guan道dao進jin入ru地di下xia水shui。對此,麻省理工學院d'Arbeloff實驗室最近傳來捷報,該實驗室主任哈裏·阿薩達表示:“新發明的雞蛋大小的機器人能很好解決這一難題。
配備攝像頭的球形機器人能通過內部閥門和泵檢測核電站地下管道係統
日本福島核事故的爆發在全球引發了有關核安全的熱議,同時,不少國家也針對本國核電站展開了安全排查。今年6月,美聯社公布了一份有關美國核電站的報告顯示,美國現在服役的舊核電站運行設備磨損嚴重。該份研究顯示,美國3/4的de核he電dian站zhan都dou有you放fang射she性xing物wu質zhi氚chuan泄xie漏lou的de情qing況kuang,這zhe主zhu要yao存cun在zai於yu將jiang冷leng水shui通tong過guo管guan道dao運yun到dao反fan應ying堆dui進jin行xing冷leng卻que的de這zhe一yi過guo程cheng中zhong,氚chuan會hui通tong過guo埋mai在zai地di下xia的de被bei腐fu蝕shi的de管guan道dao進jin入ru地di下xia水shui。
對此,麻省理工學院d'Arbeloff實驗室最近傳來捷報,該實驗室主任哈裏·阿薩達表示:“新發明的雞蛋大小的機器人能很好解決這一難題。”阿薩達表示,美國現有104座核反應堆,其中52座的服役年限已經達到30年甚至更長,我們必須保證這些核電站的安全運營。
氚泄漏汙染水源
根據美國政府問責局最新的報告顯示,在怎樣防止地下管道泄漏上,美國核電業的能力有限。氚的泄漏將嚴重汙染水源。氚又稱“超重氫”,是(shi)具(ju)有(you)放(fang)射(she)性(xing)的(de)氫(qing)同(tong)位(wei)素(su)。氚(chuan)的(de)壽(shou)命(ming)比(bi)較(jiao)短(duan),而(er)且(qie)相(xiang)比(bi)其(qi)他(ta)放(fang)射(she)性(xing)汙(wu)染(ran)物(wu),它(ta)通(tong)過(guo)空(kong)氣(qi)進(jin)入(ru)人(ren)體(ti)是(shi)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)的(de)。因(yin)此(ci),氚(chuan)對(dui)人(ren)類(lei)的(de)主(zhu)要(yao)威(wei)脅(xie)存(cun)在(zai)於(yu)飲(yin)用(yong)水(shui)中(zhong)。
美國原子能監管委員會記錄顯示,在被監測的65座核電站中,至少有48座出現氚泄漏。其中,有至少37座核電站所泄漏氚的濃度超過聯邦飲用水標準——有些甚至為標準的數百倍。據有關媒體報道,早在今年2月yue,美mei國guo核he管guan理li委wei員yuan會hui曾zeng宣xuan布bu,美mei國guo東dong北bei部bu的de佛fo蒙meng特te州zhou揚yang基ji核he電dian站zhan發fa生sheng氚chuan泄xie漏lou事shi件jian。報bao道dao稱cheng,由you於yu地di下xia管guan道dao老lao化hua,周zhou圍wei地di下xia水shui源yuan被bei汙wu染ran。
阿e薩sa達da認ren為wei,現xian有you安an全quan檢jian測ce器qi的de主zhu要yao挑tiao戰zhan在zai於yu如ru何he正zheng確que檢jian測ce核he反fan應ying堆dui地di下xia管guan道dao的de腐fu蝕shi問wen題ti。目mu前qian,核he電dian站zhan檢jian測ce主zhu要yao采cai用yong間jian接jie方fang式shi檢jian測ce地di下xia管guan道dao:通(tong)過(guo)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)梯(ti)度(du)來(lai)判(pan)斷(duan)指(zhi)定(ding)區(qu)域(yu)的(de)管(guan)道(dao)是(shi)否(fou)腐(fu)蝕(shi),同(tong)時(shi),使(shi)用(yong)超(chao)聲(sheng)波(bo)來(lai)測(ce)量(liang)管(guan)道(dao)裂(lie)縫(feng)的(de)長(chang)度(du)。唯(wei)一(yi)的(de)直(zhi)接(jie)檢(jian)測(ce)途(tu)徑(jing)就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)掘(jue)土(tu)用(yong)眼(yan)睛(jing)目(mu)測(ce)管(guan)道(dao)情(qing)況(kuang),這(zhe)既(ji)耗(hao)時(shi)又(you)費(fei)力(li)。
小機器人省時又省力
現(xian)在(zai),阿(e)薩(sa)達(da)和(he)其(qi)同(tong)事(shi)正(zheng)在(zai)研(yan)究(jiu)一(yi)種(zhong)直(zhi)接(jie)的(de)檢(jian)測(ce)機(ji)器(qi)。該(gai)機(ji)器(qi)人(ren)隻(zhi)有(you)雞(ji)蛋(dan)大(da)小(xiao),它(ta)能(neng)潛(qian)入(ru)核(he)反(fan)應(ying)堆(dui),進(jin)入(ru)地(di)下(xia)管(guan)道(dao),最(zui)終(zhong)核(he)實(shi)管(guan)道(dao)是(shi)否(fou)有(you)腐(fu)蝕(shi)跡(ji)象(xiang)。這(zhe)種(zhong)機(ji)器(qi)人(ren)裝(zhuang)有(you)攝(she)像(xiang)頭(tou),它(ta)能(neng)承(cheng)受(shou)核(he)反(fan)應(ying)堆(dui)超(chao)高(gao)放(fang)射(she)的(de)環(huan)境(jing),同(tong)時(shi)能(neng)將(jiang)圖(tu)像(xiang)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)傳(chuan)輸(shu)。
在2011年電器與電子工程師協會舉辦的機器人和自動化國際會議中,阿薩達和其研究團隊將該機器人的原型和具體設計進行了演示。
乍一看,阿薩達的機器人檢測器就像一個小型金屬炮彈。其表麵沒有螺旋槳、沒有方向舵也沒有任何明顯的機械裝置用以在地下環境中產生驅動力。阿薩達表示,上述 “附件”在普通的自動水下裝置設備中很常見,但是,這有悖於他本人的設計初衷,因為加上這些東西,機器人體積將更龐大。阿薩達表示:“yigepeizhiyouwaibuluoxuanjianghuozhefangxiangduodejiqirenhenrongyiqianrufanyingduidefuzahuanjingzhong,tongshiyekeyijinruguandaowangluohelianjiebufen。danshichuantongzhuangzhiyoudaozhihedianzhantingyundefengxian,yinci,womenyoubiyaobaozhengsuoshejidejiqirennengzuodaozidongfangguzhang。”
阿e薩sa達da和he他ta的de學xue生sheng木mu桑sang德de決jue心xin將jiang機ji器qi人ren設she計ji成cheng光guang滑hua的de球qiu體ti,通tong過guo設she計ji一yi個ge推tui進jin係xi統tong來lai保bao證zheng推tui動dong力li形xing成cheng一yi股gu強qiang大da力li量liang。研yan究jiu團tuan隊dui還hai設she計ji了le一yi種zhong特te別bie的de閥fa門men,通tong過guo對dui水shui壓ya進jin行xing稍shao微wei改gai變bian,並bing植zhi入ruY型xing閥fa門men來lai改gai變bian水shui流liu。這zhe樣yang,機ji器qi人ren就jiu能neng迅xun速su檢jian查zha各ge個ge方fang向xiang的de管guan線xian係xi統tong。機ji器qi人ren可ke以yi按an照zhao被bei控kong製zhi的de方fang向xiang前qian行xing,研yan究jiu人ren員yuan可ke以yi通tong過guo特te定ding閥fa門men封feng鎖suo管guan道dao中zhong的de任ren何he部bu分fen,高gao壓ya水shui推tui力li促cu使shi閥fa門men打da開kai一yi個ge窗chuang口kou,當dang水shui釋shi放fang時shi,推tui動dong機ji器qi人ren前qian行xing。
機器人在管道係統中運行時,其攝像頭能拍攝到管道內部的圖像。阿薩達原計劃是在機器人完成檢測後,再綜合檢索、查看圖片。但是,現在通過安裝無線水下信號係統,圖片通過激光將實時傳輸到距離100米外的操作室。
未來應用前景廣闊
目前,該研究團隊正準備對攝像頭進行進一步完善,使其能自由擺動、傾qing斜xie。研yan究jiu生sheng羅luo斯si特te將jiang之zhi形xing容rong為wei倉cang鼠shu球qiu。倉cang鼠shu通tong過guo滾gun動dong自zi身shen而er改gai變bian球qiu的de中zhong心xin位wei置zhi,球qiu從cong而er得de以yi轉zhuan動dong。為wei達da到dao相xiang同tong效xiao果guo,研yan究jiu團tuan隊dui在zai機ji器qi人ren體ti內nei安an裝zhuang了le兩liang個ge軸zhou的de平ping衡heng環huan,使shi其qi能neng改gai變bian機ji器qi人ren的de重zhong心xin。通tong過guo這zhe一yi裝zhuang置zhi,在zai機ji器qi人ren靜jing止zhi時shi,安an置zhi在zai機ji器qi人ren以yi外wai的de攝she像xiang頭tou也ye能neng擺bai動dong。
阿薩達認為,這種機器人短期內工作效率高,且可廢置。在反複曝露於高輻射環境下導致係統損壞前,機器人能完成多次檢測任務。
喬治亞理工學院機器人和智能係統中心研究主任亨裏克·斯坦森表示:“該gai係xi統tong簡jian單dan易yi行xing,很hen適shi合he在zai複fu雜za環huan境jing下xia工gong作zuo,雖sui然ran斯si坦tan森sen沒mei有you參can加jia此ci項xiang研yan發fa工gong作zuo,但dan是shi他ta預yu計ji阿e薩sa達da的de此ci項xiang研yan究jiu將jiang有you廣guang泛fan應ying用yong前qian景jing,這zhe不bu僅jin對dui於yu檢jian測ce核he電dian站zhan有you重zhong要yao意yi義yi,同tong時shi也ye可ke應ying用yong於yu檢jian測ce密mi閉bi空kong間jian,如ru下xia水shui管guan道dao等deng。該gai機ji器qi人ren成cheng本ben不bu高gao且qie能neng降jiang低di人ren工gong作zuo業ye的de風feng險xian,並bing且qie這zhe是shi迷mi你ni型xing自zi動dong係xi統tong,將jiang受shou到dao青qing睞lai。”