隨著核技術(shù)持續(xù)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做貢獻(xiàn)，放射源的安全監(jiān)管和應(yīng)急處置工作，也成了城市安全保障的重要組成部分。

而以核電機(jī)器人為代表的特種機(jī)器人與核工業(yè)智能裝備，成為引領(lǐng)放射源安全監(jiān)管和應(yīng)急處置無(wú)人化與智慧化趨勢(shì)的焦點(diǎn)。

不久前，上海市生態(tài)環(huán)境局修訂并發(fā)布《上海市處置核與輻射事故應(yīng)急預(yù)案》。2014年，上海曾修訂過(guò)該預(yù)案，并于2017年就預(yù)案組織了“處置輻射事故綜合應(yīng)急演習(xí)”。

演習(xí)中，警航直升機(jī)航測(cè)、搭載輻射探測(cè)器的無(wú)人機(jī)、伽馬相機(jī)、搜源機(jī)器人、車載核素識(shí)別及測(cè)量系統(tǒng)等一系列現(xiàn)代化應(yīng)急救援裝備出場(chǎng)，尤其是搜源機(jī)器人的精彩亮相，恰是我國(guó)當(dāng)時(shí)方興未艾的核電機(jī)器人的縮影。

迎來(lái)發(fā)展窗口期

據(jù)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至2022年底，中國(guó)核電裝機(jī)容量達(dá)到5699.3萬(wàn)千瓦。我國(guó)實(shí)現(xiàn)了核電起步到規(guī)模化發(fā)展的跨越。

但在核工業(yè)領(lǐng)域，設(shè)備本身或其運(yùn)行環(huán)境有放射性，人員操作存在安全風(fēng)險(xiǎn)或操作受限等情況，用機(jī)器人進(jìn)行設(shè)備檢修、放射性廢物處理、應(yīng)急響應(yīng)等工作，不僅可降低人工防護(hù)設(shè)備的采購(gòu)成本及管理成本，還能降低作業(yè)人員受到的輻射劑量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

因此，隨著核電站裝機(jī)容量的擴(kuò)大，包括核電機(jī)器人在內(nèi)的核工業(yè)智能裝備迎來(lái)了國(guó)內(nèi)發(fā)展起步的重要窗口期。

2012年12月，中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所自行研制的多功能水下智能檢查機(jī)器人通過(guò)專家組鑒定，填補(bǔ)了中國(guó)國(guó)內(nèi)核電智能機(jī)器人的空白，且先后為秦山核電、中廣核、中國(guó)核動(dòng)力設(shè)計(jì)研究院等多家單位提供支持。

2012年底，我國(guó)973計(jì)劃項(xiàng)目“核電站緊急救災(zāi)機(jī)器人的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題”正式啟動(dòng)，旨在解決國(guó)家核電站事故防范和救援的迫切需求、順應(yīng)核電站緊急救災(zāi)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

2015年6月，國(guó)家863計(jì)劃“核反應(yīng)堆專用機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用”課題在廣西防城港核電基地通過(guò)驗(yàn)收，研發(fā)了6款核電智能機(jī)器人。其中，兩款機(jī)器人在核電工程上得到成功應(yīng)用。

2015年8-9月，反應(yīng)堆壓力容器整體式螺栓拉伸機(jī)和反應(yīng)堆換料機(jī)器人成功應(yīng)用，大幅度降低了新建核電站智能裝備的采購(gòu)成本，多項(xiàng)專利技術(shù)成果打破了國(guó)外技術(shù)壟斷。

技術(shù)難點(diǎn)

盡管我國(guó)核工業(yè)機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，但相關(guān)技術(shù)壁壘和研發(fā)周期遠(yuǎn)高于普通工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人。

去年4月，中國(guó)首個(gè)核電機(jī)器人企業(yè)——杭州景業(yè)智能科技股份有限公司登錄科創(chuàng)板。核工業(yè)機(jī)器人及智能裝備的技術(shù)難點(diǎn)，在該公司回復(fù)上交所的問(wèn)詢中可見(jiàn)一斑。

當(dāng)時(shí)，上交所曾以普通工業(yè)機(jī)器人及智能裝備做參照，要求景業(yè)智能說(shuō)明其技術(shù)門檻情況、具體突破的技術(shù)難點(diǎn)，同時(shí)詢問(wèn)企業(yè)不屬于系統(tǒng)集成的具體原因。

景業(yè)智能的回復(fù)顯示，相比普通工業(yè)機(jī)器人及智能裝備，核工業(yè)機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)品應(yīng)用于核工業(yè)放射性環(huán)境，技術(shù)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在三點(diǎn)：

一是需要通過(guò)大量測(cè)試驗(yàn)證，從而選用或定制合適的耐輻照材料和元器件，使核工業(yè)機(jī)器人及智能裝備突破產(chǎn)品耐輻照技術(shù)難點(diǎn)，包括常用的潤(rùn)滑液、密封件、非金屬材料、電子元器件等薄弱環(huán)節(jié)，以滿足耐輻照要求;

二是需要針對(duì)功能要求高、約束因素多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，采用特殊結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使核工業(yè)機(jī)器人及智能裝備滿足高安全可靠、遙操作檢維修、異常工況下撤源等要求;

三是需要采用特殊運(yùn)動(dòng)控制和先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)，開(kāi)發(fā)特有算法，針對(duì)結(jié)構(gòu)形式特殊、無(wú)法使用電子傳感器等特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)特有的控制系統(tǒng)和算法，使核工業(yè)機(jī)器人及智能裝備滿足無(wú)傳感智能控制要求。

目前，我國(guó)核工業(yè)機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)品的研制已取得了飛躍進(jìn)步，并在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮著巨大作用。

盡管相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)仍然面對(duì)很多技術(shù)難點(diǎn)與關(guān)卡，但可以預(yù)見(jiàn)的是，隨著核電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，以及更多科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的加入，核工業(yè)機(jī)器人及智能裝備產(chǎn)品將會(huì)向成本更低、運(yùn)動(dòng)更靈活、操作更方便，以及更小、更實(shí)用、更智能的方向不斷演進(jìn)。