人类历史上最严重的技术灾难之一发生在1986年4月26日。 然后在2011年3月12日几乎重演。 您可能已经猜到了，我们谈论的是苏联切尔诺贝利核电站和日本福岛1号核电站的事故。 由HBO拍摄的系列“切尔诺贝利”再次激起了切尔诺贝利事故历史的兴趣，并回顾了阻止放射性核素从被破坏的反应堆向大气中释放的努力。 他们分别谈到了机器人的不成功使用和强迫人们寻求帮助的问题。 日本使用各种机器人进行了许多实验，这些实验可能会延迟吸引人们进行根除的需求。
切尔诺贝利核电站和福岛核电站的事故有不同的原因和不同的事件编年史，但它们有一个共同点-电站周围的广阔区域受到感染，这使得长期安全停留在此是不可能的，而且毫无疑问要彻底清理电站的动力装置。 在这两种情况下，人类都无法为后果的平息做准备-苏联成千上万的人致力于排除区的净化和在反应堆上方建造保护性石棺。 在日本，他们走了另一条路。
参考：暴露标准
切尔诺贝利系列的辐射背景这一短语成功地在国外互联网上广为流传：“ 3.6 X射线虽然不好，但并不可怕。” 的确，是否值得每小时惧怕同样的3.6次X射线，或者这真的不是一个可怕的背景？ 为了更好地理解以下文章中对福岛进行的测量，您必须首先了解剂量的大小及其对人体的影响。
X射线（P）是俄罗斯人所熟知的，是SI系统中未包含的过时的辐射背景测量单位。 现在改用Sievert（Sv）。 简而言之，1 Sv等于100R。即3.6 R / h为0.036 Sv / h或36 mSv / h。 在俄罗斯，在一些研究机构中，您可以看到以X射线测量的具有当前背景的面板。 平均而言，我国的城市背景以12-20μR/ h或0.12-0.2μSv/ h的水平波动。 一个人每年从我们星球上的自然辐射背景（取决于国家和海拔）接受的剂量约为2.4 mSv。 由于ra气，这种辐射来自太空，来自土壤，水，存在于空气中。
现在有一张小桌子，上面列出了我们一生所接受的剂量（以下所示的单次暴露是在长达4天的时间内收到适当的剂量）：
让我们回到本系列中提到的3.6 R / h。 0.036 Sv / h（36 mSv / h）的确不是发生事故的可怕背景，对于轻度放射病的发展，必须在危险区域停留一天以上，并且数小时的维修工作是十分安全和可以接受的。 现在我们回想起他们稍后在系列文章中说反应堆的背景不是3.6，而是15,000 X射线（150 Sv / h）。 在这样的背景下四分钟必然导致死亡。 两分钟后，只有最快的合格医疗服务才有可能获得救助，而25秒钟就足以使您产生放射病。
福岛东芝
东芝与东京能源公司（TEPCO）之间的合作关系最早是在福岛1号核电站的建设阶段开始的。 东芝负责分别为1976年和1978年投产的第三和第五动力装置的BWR型反应堆的建设。 BWR反应堆的优点之一是，与例如苏联式VVER相比，一次回路中的蒸气压更低，运行温度更低。 缺点包括制造的复杂性，需要非常大的壳体，燃料元件中控制和辐射分解的复杂性，这需要产生爆炸性的氢。
如果切尔诺贝利核电站的事故是由于缺乏RBMK反应堆的设计而引起的，而这在试验期间的违规行为中让人感觉到，那么两次自然灾害就导致了福岛事件。 创纪录的9.0-9.1级地震导致反应堆关闭，随之而来的海啸淹没了福岛1号领土，并为反应堆冷却泵提供了应急发电机。 该站的反应堆即使在紧急停止的情况下也不会立即冷却，而没有流入大量冷水，这导致反应堆沸腾，内部蒸气压和温度升高，由于锆蒸气与燃料元件接触而产生氢气（蒸气-锆反应）及其随后的爆炸。 。 在第一，第二和第三动力装置中，反应堆堆芯熔化，核燃料泄漏。 在福岛，放射性核素与冷却水一起流入海洋；在切尔诺贝利核电站着火时，它们进入大气层并扩散到整个欧洲。
记载了三个动力装置发生的事情。 第四台动力装置也受到了影响，但其反应堆中没有核燃料，因此仅起火。 资料来源：Roulex_45 / Wikimedia
为了消除福岛事故，有必要编制一份损坏图，查找熔融燃料及其泄漏点，从反应堆和储存池中清除乏核燃料，拆解瓦砾-也就是说，在同样巨大的辐射背景下进行大量工作。 现在，FAES的这项工作是由机器人和遥控车完成的-将人员送往事故现场太危险了，在车站的某些地方，背景可能在短短几分钟内杀死一个人。
东芝正与国际核反应堆退役研究所（IRID）一起，开发用于特定任务的机器人-检查福岛动力装置以及对房间的放射性污染进行净化（清洁）。 我们将讨论一些最著名的东芝机器人，它们对事故原因的贡献很小但很重要。
顺便说一句，错误的观点是，福岛的清算没有考虑到切尔诺贝利的宝贵经验。 这根本是错误的。 事故发生后，立即成立了一组日俄核能领域的专家，以应对福岛一号事故的后果，其中包括拉里奥·亚历山大·列夫杰夫（Larion Aleksandrovich Lebedev），他自1986年夏以来一直是切尔诺贝利核电站的直接参与者，他是莫斯科工程物理研究所的一员，为莫斯科做出了巨大贡献。研究辐射条件和石棺的构造。 在日本发生事故后，拉里昂·列别捷夫（Larion Lebedev）改进了将from与放射性水分离的技术，这使我们能够开始冷却冷却后的反应堆后剩下的大量重水。 Larion Alexandrovich代表日本政府被授予军事和民政功绩的朝阳勋章。
四足侦察兵
东芝第一个进入FAES的机器人是无名的四足无人机，事故发生后立即开始开发。 像早年在电厂中发射的所有机器人一样，他的任务是对动力装置内部的辐射侦察和损害进行评估。
在底盘上安装了一个剂量计和六个摄像头，以检查车站场所。 受保护的电子设备设计为以100 mSv / h的辐射强度运行一年（每天工作10小时），并且在短时间内具有更大的背景辐射。 没错，一次电池充电仅能维持2个小时的自主生存时间。 机器人以大约1 km / h的速度移动，这在检查损坏的动力装置时已足够。 在发生干扰的情况下，通过冗余进行空中管理。
在设备的底部，安装了小型侦察无人机，该无人机可以从载体上卸下并爬入狭窄的地方，高大的机器人无法通过。 应当将其用于寻找反应堆管道下方的冷却水泄漏。
这并不是说机器人寄予了厚望：即使在演示阶段，记者也指出了机器的运行速度-爬梯子的每一步都需要花费一分钟的时间，当脚踩在不稳定的地面上时，机器人可能会侧翻。
但是，用于FAES的第一个实验性东芝机构仍然设法穿透了第二个动力单元的建筑物，并进行了一些侦察。 TEPCO在2012年12月11日发布了一份报告。机器人为其中一根管道拍照，确认没有泄漏。 2013年3月，他又进了5次房。 但是很快，在尝试进一步检查房屋时，机器人失去了楼梯的平衡，跌落到了一边。 由于缺乏旋转机制，四脚侦察兵仍然躺在第二个街区。
折叠探险蝎子
考虑到以前型号的所有缺点，公司的下一个机器人是东芝蝎子，以其形状命名（标题照片）。 它的开发是一项非常艰巨的任务-研究反应堆底部并寻找燃料棒，并且该任务涉及在巨大的辐射背景下进行工作。 蝎子腾出了腿，取而代之的是轨道，为了紧凑起见，设计是折叠式的-汽车应该通过装载燃料棒的通道扔进反应堆。 在操作模式下，机器人抬起尾部操纵器，以蝎子的方式沿三个轴移动，在尾部安装了摄像头和背光LED来代替ing。 另一台摄像机安装在前面，始终向前看。
蝎子由操作员通过电缆控制，因此电源和信号传输没有问题。 此外，机器人可以返回，在传送证词后不应将其留在反应堆中。 不怕小费，带摄像机的“尾巴”使机器人回到其正常位置。
几年来，Scorpion最终敲定以便最终进入FAES之中-随着时间的流逝，他收到了一把小型水枪来清理道路，一个铲斗和一个用于处理皮质的刀具。 2017年2月，机器人去了反应堆，在那里他测量了背景并拍摄了视频。 剂量计显示出令人印象深刻的210 Sv / h（21,000 R）。 在隔壁房间，那里有工人将机器人装进管道，背景为6 mSv / h。
ROV：小型潜艇
小型潜水艇，带有很高的期望值的摄像机。 资料来源：东芝
东芝浮式机器人是第一个为研究第三个动力单元的反应堆而建造的远程水下工具，简称ROV，该机器人的下部隐藏在六米水柱下。 这艘小型潜水艇尺寸为30 x 13厘米，重2公斤，带有两个摄像头和一个背光灯，由电缆控制，可以在水下任意方向高精度移动。 该设备由操作员控制，信号和电源通过长电缆供电。 为了防止电线缠结和粘在杂物上，东芝开发了一种具有最小摩擦的特殊涂层，并且在ROV本身上安装了两个强大的引擎，因此机器人可以轻松地将电缆与电线一起拖拉。
顺便说一下，ROV直径为14厘米是由于第三台动力装置的反应堆容器中的进口狭窄，因此东芝工程师不得不努力将电子设备，保护器和发动机安装到这种紧凑的机壳中。 在为期两个月的针对操作员的强化培训课程结束时，东芝ROV参加了FAES。 该机器人于2017年7月19日至21日访问了反应堆，并成功检查了被摧毁的内脏。
磁性SC-ROV
积聚有放射性核素的水的另一个难以接近的地方是位于反应堆下方的环形泄压室。 必须派遣一个机器人来搜索摄像机下方的泄漏，但是由于安全壳被淹没，事情变得复杂了-机器人需要检查浸入浑水的管道。 浮动装置不适合此用途，需要一个探头，该探头将固定在管道上，并且即使在大角度下也可以沿管道行进而不会滑动。
如何将机器人固定在钢管上以使其不滚动？ 借助磁铁。 东芝的SC-ROV专为泄压腔设计。 它是一个底盘，其轮子由强大的钕磁铁制成。 使用四个摄像头和一个标记器，操作员可以沿着淹没在水下的管道的表面移动并标记发现的孔。
在演示过程中，SC-ROV将磁铁完美地固定在倾斜表面上。 但是实际条件要艰难得多。 来源：IRID
根据SC-ROV在2014年的结果，没有发现泄漏，但是在设备的操作中发现了问题。 首先，由于水的浑浊，能见度范围不超过30-35厘米，这大大降低了搜索速度。 其次，由于管道表面的某些缺陷，即使倾斜到120°，机器人也会从管道上滑落。
皮质搜索相机
先前的搜索任务显示了令人沮丧的画面-第二动力装置反应堆中的核燃料已超出反应堆容器。 安全壳底部熔化的炉排的照片清楚地表明，燃料已经在底部的某个位置。 但是，遏制措施是否将其遏制住了？抑或钴沉入了地下？ 有必要将一个新的机器人运送到前反应堆的“地狱”，以使燃料难以置信地褪色。
第二反应堆安全壳内的熔融炉排正好位于控制和保护系统棒的驱动装置上方。 资料来源：东京电力公司
履带机器人只能在平坦的地板上工作，潜水艇需要一定厚度的水。 东芝想出了一个安装在五米伸缩管末端的遥控摄像机。 不管管道进入安全壳的角度如何，摄像头都严格处于垂直位置-主机由控制电缆固定，也就是说，摄像头似乎“挂在电线上”。 其镜头水平旋转360°，垂直旋转120°。 实际上，设备上同时有两个摄像头-直接工作，还有一个用于定向的摄像头。 除镜头外，还安装了背光灯，剂量计和温度计。 该设备可承受的最大吸收剂量为1000格雷。
该相机的第一版于2018年1月在福岛工作，它成功地发现了皮质并以530 Sv / h（53,000 X射线）的速度测量了背景。 但是工作并没有就此结束-需要取样进行分析。 在设备的更新版本中，背光得到增强，并添加了滑臂。 2019年2月，东芝远程控制摄像机首先从第二个动力装置接收了一个皮质样品。
清洗机
必须早晚停用动力装置的房屋，但是首先您需要绘制污染图。 大量研究任务的结果显示出非常惨淡的景象：与预期相反，大多数放射性核素不是在地板上也不在墙壁上，而是在管道和通风等高层元素上-它们占所有辐射的70％。 对地板进行消毒相对简单，墙壁要复杂一些，但是鉴于一楼天花板的高度为7-8米，如何处理天花板和复杂管道上的污垢？
东芝放射性核素“清洁剂”-上升8米，勤于刮擦墙壁。 来源：IRID
东芝开发了一种机器人，该机器人使用干冰操作加农炮-冰粉覆盖表面，结合放射性颗粒，然后机器人将其刮擦并吸收。 该机构将结构抬高到8米的高度。 由于这是另一台遥控机器，因此其操作员会同时从22个摄像机接收图像。 该机器于2016年1月开始清洁动力装置。 它的生产率很小，但是即使对工作站的净化作用很小，也很有价值。
帮助但不是解决方案
切尔诺贝利核电站事故发生已有33年，此后技术取得了巨大突破。 现在，数十种机器人和各种类型的遥控建筑设备正在参与消除福岛事故的后果。 东京电力公司的网站发布了很多报告，这些数据从整体上令人非常沮丧：有机器人，有技术，但它们都没有切尔诺贝利清算人的效力。 机器人的开发和测试需要花费数月和数年的时间，其工作成果是进步了十几米，收集了剂量学数据，浑浊的视频以及由于不可预见的问题而频繁终止任务。
福岛的每个机器人都是被拯救的人，每个人的生命都值得从事机器人的开发。 但是，东京电力公司的当前计划明确表明，根据保守估计，处理事故后果至少需要30-40年。 这仅证实了切尔诺贝利苏联清算人的壮举和壮举。