Likuidator Baja

Jika terjadi bencana alam atau buatan manusia, tank sering digunakan untuk mengatasi puing-puing dan kebakaran besar. Dikonversi ke versi sipil, dengan senjata dilepaskan, mereka digunakan sebagai kendaraan segala medan, traktor, pembersihan dan peralatan grader, serta untuk menembus ke tempat-tempat yang tidak dapat diakses dalam kondisi penyebaran api atau dengan ancaman runtuhnya struktur. Untuk tugas yang terakhir, tangki juga digunakan selama bekerja di Shelter, didirikan di atas unit daya ke-4 yang hancur dari pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl.

Para insinyur yang menciptakan prototipe membongkar menara, memasang dosimeter, sensor suhu, dan iluminator pada tangki. Tangki dilengkapi dengan remote control, yang dilakukan dengan kabel listrik, dengan cara yang sama menerima data dari alat yang diinstal. Dari sorti pertama, tangki terbukti sangat berguna untuk pengintaian radiasi: meluncurkannya di depan orang, adalah mungkin untuk memeriksa struktur dan mengukur tingkat kontaminasi radioaktif dengan cepat dan tanpa risiko yang tidak perlu terhadap likuidator. Selain itu, mesin itu ternyata sangat bermanuver dan dapat dilewati karena dimensinya yang kecil, merangkak di antara puing-puing ke lorong-lorong yang paling kecil dan paling tidak nyaman, dan kasing plastik mudah menerima pembersihan dan dekontaminasi selanjutnya.

Tank itu adalah mainan, dan itu adalah salah satu robot paling sukses yang dibuat dan diterapkan di stasiun darurat.

Mainan suram

Ada meme Internet seperti itu: pada pandangan pertama, gambar-gambar yang tidak berbahaya dengan tulisan "Ketika Anda memperhatikan INI, Anda dapat melakukannya dengan ketakutan."

Dalam foto di atas ( tautan ke sumber dan penulis ) semuanya tampak cantik: ekskavator mainan berwarna merah adalah mimpi masa kecil; truk sampah yang sama: jenis mainan, tetapi besar dan serius; di antaranya adalah penjelajah bulan perak. Ini mungkin taman bermain beberapa sekolah atau kamp musim panas, dan APC di latar belakangnya, yah, untuk pendidikan patriotik.

Tapi tidak. "Perincian yang sangat menakutkan" dalam foto adalah tanda segitiga kecil dari bahaya radiasi di depan truk. Ini adalah eksposisi sebuah museum kecil peralatan yang mengambil bagian dalam likuidasi kecelakaan , dan tanda itu dengan fasih menunjukkan mengapa pameran tidak boleh disentuh.

Ada pendapat bahwa ketika mereka mencoba menggunakan robot, mereka semua dengan cepat gagal, mereka lebih suka meninggalkan mereka, dan mereka mulai membersihkan stasiun darurat dengan tangan kosong, yaitu, dengan mengorbankan kesehatan dan kehidupan banyak likuidator. Sebenarnya, ini adalah pernyataan yang sangat kontroversial, dan peserta langsung dalam acara-acara itu berdebat di antara mereka sendiri. Memang, secara langsung selama pemadaman, pembersihan atap, pekerjaan dekontaminasi dan pembuangan puing-puing, robot tidak dapat sepenuhnya menggantikan manusia. Mereka memiliki kelemahan serius, seperti masalah mengatasi penyumbatan dan debu saat bergerak. Namun, kontribusi mereka masih signifikan - dari atap yang terkenal dari unit daya ke-3 dalam dua bulan, lima puluh ton lapisan bitumen-bitumen lengket dihilangkan, yang menyerap debu radioaktif dengan sendirinya dalam jumlah besar, dan sedikit lebih sedikit - fragmen grafit, bahan reaktor paling berbahaya kedua setelah FCM - bahan yang mengandung bahan bakar, seperti yang disebut keramik atau lava dari lelehan beton dan elemen bahan bakar. Di masa depan, ketika datang ke konservasi, memantau keadaan unit daya yang hancur dan bekerja di dalam Hunian - yaitu, ketika tidak ada lagi kebutuhan untuk pekerjaan darurat dan berbahaya dari ratusan orang pada saat yang sama - sudah waktunya untuk robot.

Bukan begitu?

Tampaknya kontra-intuitif bahwa robot mati logam menderita radiasi. Namun faktanya demikian: kegagalan komponen elektronik di bawah pengaruh radiasi radioaktif terjadi jauh lebih cepat daripada radiasi yang sama melumpuhkan organisme hidup. Kerang kecil yang mematikan akan membombardir seseorang untuk waktu yang lama dari luar dan dari dalam (dengan debu yang tertelan atau terhirup atau dari bimbingan neutron) sebelum kematian yang menyakitkan terjadi; tetapi elektronik, yang berada dalam batas logika biner, segera gagal dengan pelanggaran terkecil, tetapi kritis.

Tentu saja, dalam kondisi paparan intensitas rendah yang berkepanjangan, robot akan mendapat manfaat. Tetapi dengan ratusan dan ribuan sinar-x per jam di tepi atap yang runtuh dari pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl, penghubung terlemahnya akan sangat cepat gagal: semikonduktor. Semikonduktor adalah sirkuit mikro sekaligus transistor paling sederhana yang menderita iradiasi karena alasan yang persis sama dengan mereka bekerja: pergerakan pembawa muatan dalam bahan semikonduktor terganggu oleh pembawa muatan radioaktif yang menembus tubuh robot.

Di bawah hujan mematikan partikel bermuatan, dua mekanisme utama kerusakan elektronik direalisasikan.

Pertama, neutron, proton, dan partikel alfa merusak kisi kristal semikonduktor , menggantikan atom dengan isotop atau bahkan elemen lain, menyebabkan cacat lokal. Ini sangat memengaruhi mobilitas pembawa muatan, jumlah rekombinasi, serta sifat-sifat persimpangan pn pada transistor. Menariknya, iradiasi energi tinggi jangka pendek menyebabkan "efek penempaan", dinamai setelah pengerasan logam: kisi sedikit dipulihkan dibandingkan dengan degradasi yang disebabkan oleh radiasi kontinu, tetapi kurang kuat. Namun, untuk transistor bipolar, faktor ini menjadi alasan utama hilangnya karakteristik keluaran.

Kedua, partikel dengan energi lebih rendah dari yang dibutuhkan untuk penggantian atom dalam kisi kristal menyebabkan efek ionisasi. Ini menghasilkan semua jenis kebisingan listrik, kebisingan yang diinduksi, efek fotolistrik dan kesalahan transmisi sinyal pada optocoupler, degradasi transistor MOS, serta kegagalan fungsi perangkat lunak.

Terlepas dari semua jenis iradiasi, neutron mampu melakukan interaksi di atas dengan inti atom dalam kristal dan generasi radiasi sekunder - "pecahan peluru" dari benturan dengan bahan. Transistor bipolar paling sensitif terhadap mereka, karena ketika neutron menembus kisi kristal, mereka dapat membuat "jebakan dalam" di dalamnya, yaitu, tempat-tempat dengan celah pita yang sangat besar - energi untuk mentransfer pembawa muatan ke tingkat konduktivitas. Mereka menahan kerapatan fluks hingga urutan giga-neutron per kuadrat. cm, skema CMOS - petaneutron per persegi. lihat Dalam kasus umum, chip CMOS dapat menahan dosis hingga 100 radiasi abu-abu. Sebagai perbandingan, dosis mematikan untuk seseorang adalah sekitar 5 Gray, dan mengingat bahwa Gray adalah jumlah joule radiasi per kg massa dan perbedaan massa antara sirkuit mikro dan seseorang, ini terlihat cukup baik. Hingga robot terpapar ribuan sinar-x per jam. Tetapi ada teknologi yang memungkinkan peningkatan resistansi radiasi kristal semikonduktor atas perintah besarnya, misalnya, menumbuhkannya pada substrat safir . Dimungkinkan juga sirkuit dan logika (meningkatkan jumlah bit kontrol) untuk meningkatkan keandalan sistem elektronik.

Baji

Awalnya, robot bekerja secara paralel dengan likuidator manusia. Baik di tanah dan di atap stasiun, di mana lantai atau ruberoid lantai dan serpihan beton dicampur dengan tambang nyata dalam bentuk fragmen perakitan grafit dan sel bahan bakar, perlu untuk melakukan pekerjaan dekontaminasi sesegera mungkin.

Salah satu yang pertama bekerja kompleks produksi yang dikendalikan dari jarak jauh VNII-100 (sekarang VNIITransmash). Sudah pada 18 Mei, dari kepala perancang Alexander Leonovich Kemurdzhian , yang segera dibawa ke zona bencana, komisi pemerintah menuntut: "Anda menjadikan negara itu Lunokhod yang dikendalikan dari jarak jauh - letakkan di atap untuk membersihkannya!" Menanggapi keberatan jengkel bahwa Lunokhod tidak cocok untuk tugas-tugas ini, Kemurdzhian menerima jawaban yang bahkan lebih kategoris: "Kalau begitu buat kami mobil baru!"

Mobil baru dibuat dalam waktu yang sangat singkat. Pertama-tama, hanya dalam 44 hari, Klin-1 telah dibuat. Itu adalah perhitungan dua kendaraan yang dilacak: kelas Object 032, dibuat berdasarkan kendaraan pembongkaran teknik IMR-1 dengan peralatan dekontaminasi tambahan, perisai dan sistem kontrol radio, serta kendaraan kontrol Object 033 berdasarkan tangki T-72.




Dari atas ke bawah: Objek 032 dan 033. Mobil kontrol dihuni dan berada di tempat yang aman, sementara bulldozer-deactivator yang dikendalikan radio bekerja di zona yang paling berbahaya. Seluruh kompleks membantu menghilangkan, memuat ke dalam gerobak dan mengambil hampir 1,5 ribu meter kubik tanah yang terkontaminasi

"Lunokhod" juga dibuat. "Klin-2", lebih dikenal sebagai "STR-1" atau robot transportasi khusus, ternyata menjadi yang paling efektif dalam hal membersihkan atap unit daya ke-3.
Mobil dengan berat hampir satu ton dikirim ke atap dengan helikopter atau derek, dan setelah bekerja, melaju ke platform khusus dan bergerak dengan cara yang sama kembali ke tanah untuk dekontaminasi dan pengisian ulang. Para insinyur mengambil pendekatan serius pada sasis sehingga robot dapat bergerak sekuat mungkin dari panas (dan untuk mencegah erosi kontaminasi radioaktif di area yang luas dengan limbah dari pancuran, “Bangkai” dengan muatan iodida perak dilingkari untuk waktu yang lama) bitumen-ruberoid pelapisan. Adalah perlu bahwa aspal tidak menempel pada roda, dan pada saat yang sama roda melekat dengan baik padanya, mengeluarkannya dari atap bersama dengan puing radioaktif yang meleleh. Dua mesin STR-1 mengatasi tugas ini, setelah membersihkan lebih dari 3.000 meter persegi pada akhir September. m dari atap.

Stabilitas radiasi komponen dimanifestasikan, pertama, dalam warisan teknologi ruang angkasa - pengalaman dalam pengembangan komponen yang dilindungi dari aksi sinar kosmik yang sudah ada. Kedua, metode kontrol yang andal digunakan: dalam sirkuit itu sendiri, rakitan relay digunakan secara maksimal, dan kendali jarak jauh melewati saluran radio yang dilindungi.



Selain VNII-100, mesin dari Lembaga Penelitian Pusat Leningrad dari RTK bekerja dalam kecelakaan itu. Ada lebih dari ukuran yang berbeda, tetapi mereka dikritik karena penanganan, pemadaman, dan kelambatan yang buruk. Dalam kerangka artikel ini, yang dilahirkan setelah peristiwa yang dijelaskan dan tidak menjadi spesialis, saya tidak akan berusaha untuk secara tegas menegaskan sesuatu. Dari sumber yang saya temukan, putra Kemurdzhian dalam ceramahnya pada peringatan 30 tahun kecelakaan berbicara tentang sekitar 1.000 orang (merujuk pada shift kerja yang setara dengan merekrut satu dosis tunggal yang diizinkan untuk likuidator), yang digantikan oleh STR-1. Valery Starodumov dalam film televisi yang dirilis pada saat yang sama berbicara tentang 800 orang yang diharuskan melayani robot yang gagal. Saya hanya menyarankan agar Anda sendiri melihat kedua sumber, mereka sangat menarik.

DUSA

Unit self-propelled yang dikendalikan dari jarak jauh muncul setelah analisis puing-puing dan pembangunan Shelter. Mereka memecahkan masalah lain - penyelidikan keadaan struktur, mencari bahan bakar (pada awalnya tidak ada yang tahu bahwa tidak ada perakitan grafit dan elemen bahan bakar di bekas teras reaktor - semuanya meleleh dan bocor ke ruang subreaktor) dan terutama lokasi yang terkontaminasi.

Setelah pembangunan Shelter, pada awalnya tidak ada robot yang digunakan - studi tentang tempat itu berhasil dilakukan dengan mengebor sumur dan memperkenalkan probe dengan sensor yang diperlukan untuk eksplorasi. Kemudian, ketika intelijen primer memberikan data dasar tentang lokasi bahan yang mengandung bahan bakar (FCM) dan status struktur, robot mulai dikembangkan dan diterapkan secara aktif untuk mendapatkan data baru dan gambar televisi dari tempat kerja.

Persyaratan untuk mesin jadi adalah sebagai berikut. Selain proteksi radiasi, proteksi kelembaban dan debu juga dibutuhkan. Iklim yang lembab tetap berada di bawah Shelter, dan debu radioaktif mengharuskan robot ditutupi dengan kain khusus untuk memfasilitasi dekontaminasi. Keandalan dan throughput dipastikan dengan penyatuan node, sasis, pengurangan ukuran, penggunaan suspensi independen dari roda troli. Remote control dan penerimaan sinyal dilakukan dengan kabel - sinyal radio macet oleh struktur beton stasiun.

Berdasarkan sasis standar, robot diciptakan untuk tugas-tugas berikut:

• Penonaktifan. Robot melaju ke ruangan, menyemprotkan di sana dengan selang dan nozzle solusi dekontaminasi dan kemudian menerapkan penutup debu ke dinding, langit-langit dan lantai.
• Pengambilan sampel beton. Robot dibuat dengan manipulator yang memungkinkan untuk mengebor dinding dan sampel lelehan bahan bakar yang dipadatkan dan struktur untuk mengumpulkan sampel untuk tujuan analisis selanjutnya.
• Kecerdasan televisi. Untuk menilai kerusakan yang disebabkan oleh ledakan, serta untuk melakukan banyak pekerjaan, termasuk DUSA lainnya, mesin pengintai khusus dengan sumber cahaya yang kuat dan kamera televisi yang dipasang di atasnya diciptakan.

Gerobak DUSA dalam uji coba. Perhatikan kain isolasi. Sumber foto di sini dan di bawah

Contoh menarik adalah robot dengan cara bergerak khusus. Di zona unit daya yang sepenuhnya hancur, rel diletakkan di mana DUSA bergerak.

Bergerak di udara di atas kehancuran kolosal, tidak dapat dilewati untuk segala jenis peralatan, robot dengan kamera televisi memungkinkan untuk memetakan dengan sangat rinci baik tingkat kerusakan kamar dan struktur, dan lokasi puing radioaktif.



Mesin yang benar-benar eksotis adalah wastafel magnet. Itu dibuat untuk bekerja di dinding dan langit-langit kamar dengan cladding yang dapat menarik. Robot yang menjalankan roda gigi berisi magnet samarium-kobalt yang kuat, yang memungkinkan robot bergerak di sepanjang permukaan ini untuk membawa beban yang signifikan. Blok roda ganda meningkatkan keandalan sambungan saat mengatasi lasan dan fragmen lapisan non-magnetik. Pada 1990-91 fluks magnetik diuji di laboratorium dan digunakan di Shelter untuk memasang sensor panas di ruang koridor distribusi uap. Dalam persiapan untuk stabilisasi struktur Shelter, ia mengukur bidang dosis di dinding penopang utara:



Secara lebih rinci dengan semua karakteristik teknis semua perangkat ini dijelaskan dalam buku ini: A.A. Borovoy, E.P. Velikhov. Pengalaman Chernobyl , dan saya tidak melihat perlunya kata-kata ulang bahan dari sana, karena pekerjaan itu mencakup lebih banyak aspek kecelakaan dan diilustrasikan dengan indah.

Patut dicatat bahwa robot masih harus mengulangi jalur ini seperempat abad kemudian di sisi lain dunia dalam kecelakaan yang terkenal di Fukushima. Dan jalan ini juga sangat sulit.