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詹姆斯马丁/ CNET
在福岛第一核电站清理工作

福岛的核灾难,机器人提供一片希望

3月11日,2011年,历史上最严重的核灾难就像一枚炸弹。即使是现在,机器人只是越来越接近看看它是多么糟糕。

编者按:这个故事原本跑在3月4日,2018年,我们新任命的10周年福岛核灾难给读者一种技术被用来解决这个巨大的问题,这一直延续到今天。了解更多关于正在进行的清理工作,读日本的国际原子能机构发布的最新报告本月早些时候。


我的鼻子好痒。我本能地抬起,但我的手指,用三个手套——一个布做的,两个乳胶——打在了我的透明塑料罩正面的呼吸器面罩。

我的手笨拙地拿着记者的笔记本和钢笔。我身穿白色泰维克工作服在我的裤子,衬衫,头,这是一个明亮的黄色安全帽。我也穿的袜子和重型橡胶靴两层。走路并不容易,齿轮感觉尴尬的第二和第三和第四——皮肤。导致幽闭恐怖症的齿轮似乎对一个直的惊悚片僵尸天启。

修复福岛

CNET修复福岛是一个多部分系列技术探讨了作用在清理历史上最严重的核灾难。

还有我不能抓痒。

有很好的理由,保护——我在海绵的单位在福岛第一核电站三号反应堆。是的,福岛第一核电站,世界上最严重的核灾难

第三单元的三个反应堆受损3月11日,2011年,9.0地震后日本海岸80英里。(单位4、5、6在第一核电站的不是操作。)地震如此猛烈地改变了地球的轴近4英寸,8英尺的日本海岸。十一个反应堆四个核电站整个区域的操作。所有自动关闭。所有报告没有明显的损伤。

一个小时后,海啸到达海岸。

福岛第一核电站两50-foot-high波笔直地向前高速飞行,洗在沿海海堤和禁用柴油发电机供电装置的海水冷却系统。反应堆内的温度飙升至高达5000华氏度。

铀燃料棒熔化的水坑,咀嚼通过下面的楼层,留下一个放射性燃料棒的鸡尾酒,混凝土、钢铁和融化的碎片。熔化的燃料最终陷入三个反应堆的外壳,设计和安全受污染的材料。

下周一是地震的八周年。毕竟这一次,日本东京电力公司能源巨头,或者东京电力公司,几乎没有触及了问题的表面。它足够清除废墟的顶层单元3楼让我10分钟的访问。

我望着巨大的桶形穹窿天花板,试图掌握所有的规模。辐射水平过高让我挥之不去。我加快步伐和呼吸都背叛了快速拍打的声音来自我的紫色两边过滤器呼吸器面罩。

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在房间的尽头,有一个巨大的橙色平台称为燃料处理机器。它有四个巨大的金属腿锥度,给结构体一种肉欲的看。薄的钢电缆暂停一个chrome机器人中心的框架。机器人,很大程度上掩盖了一个粉红色的塑料包装,配备了所谓的机械手,可以减少碎石和燃料棒。机器人最终将把放射性残骸从39-foot-deep池中心的房间。

只是一个很多机器人东京电力公司正在使用清理电厂。这就是为什么我来到日本去年11月——看到机器人工作在最极端的情况之一。

日本政府估计将耗资757亿美元并采取40年完全退役和拆除设施。日本原子能机构甚至建立了一个研究中心在核电站附近的模型条件,允许来自全国各地的专家尝试新的机器人设计清理残骸。

希望的研究机构——连同drone-testing场一小时可以清理第一核电站振兴福岛县,一旦从海鲜而闻名。努力将花了这么长时间,东京电力公司和政府组织培养下一代的机器人专家来完成这项工作。

“这是把人送上月球的大小,“说巴雷特湖东京电力公司曾担任高级顾问代理办公室主任民用放射性废物管理在美国能源部。“除非有一个加速度,我不会感到惊讶,如果它需要60年左右。”

一切的相对

有一些典型的日本听到叮当在1970年代动漫经典宇宙战舰大和号》的时候在电梯的一个核反应堆。

CNET摄影师詹姆斯·马丁和我锁的眼睛当曲调,激动人心的从我们的童年记忆。这是一个短暂的时间反复无常的这种致命的环境。

两年前,东京电力公司在3号反应堆竖立一个圆顶和燃料池,以便工程师在重型设备可能带来,现在,我们。

大约60英尺下面的我,正在以每小时1西韦特发出辐射。单剂量水平是足以导致辐射病,如恶心、呕吐和出血。一剂5西韦特会杀死一个小时大约一半的那些暴露在一个月之内,而接触10西韦特在一小时内将在数周内是致命的。

第三单元是最受污染的三个摧毁了反应堆。

辐射单元1中一直以每小时4.1至9.7西韦特。两年前,一个读了最深层次的单位2是一个530年西韦特“难以想象的”据《卫报》。读数在第二单元通常接近每小时70西韦特,仍使其成为最热的福岛第一核电站的热点。

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捆绑了一个10分钟的访问第三单元。

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反应堆的敌意环境带来了最早期的机器人形象膝盖:高γ辐射水平炒半导体中的电子作为机器人的大脑——排除机器太复杂。自主机器人要么关闭,要么被畸形障碍就意想不到的地方。

机器人也必须足够灵活地躲开令人不安的挥发性燃料棒融化,基本上玩游戏世界上最致命的“操作”。At least initially, they weren't.

“福岛是一个耻辱的时刻,”莉婉•惠顿说,ABI研究公司的分析师。“这显示了机器人技术的限制。”

机器人的爱

考虑蝎子,24-inch-long机器人可以蜷缩的摄像机安装尾更好的视角。2016年12月,工人剪一个洞的PCV蝎子进入第二单元。东京电力公司希望机器人,两个摄像头和传感器测量辐射水平和温度,最终提供反应堆内部的一瞥。

蝎子两个小时后被卡住在本该10个小时的任务,被融化的金属块。花了东芝在两年半的时间,和一笔资金,开发机器人。

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在福岛核电站需要连续变化的橡胶靴。

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“即使(蝎子)在它的任务失败了,我们收到的数据机器人一直是有益的,”的八木天线,东京电力公司的核电总经理通信单元,通过翻译告诉我,工程师已经添加指导管道和其他设计元素来帮助新机器。

不过,突显出失败的固有弱点的机器人与多个部分相对简单,特制的替代品。“他们试图开发尖端技术不了解完整的解决方案,“说一个行业专家不是授权公开谈论去污过程。

巴雷特把部分归咎于东京电力公司的唯一依赖建立日本制造商东芝和日立等说实用程序需要接受更多的实验,硅谷的心态。

”长发的孩子与身体穿孔在哪里?”他说。“你要有一个或两个。”

(备案,我从未见过任何人留长发或身体穿孔在我旅行。)

失败后的成功

七个月之后蝎子挫折,2017年7月,东芝发送一个小(12英寸长,5英寸左右)潜水机器人,绰号翻车鱼,淹没了PCV的单位3。第二天的侦察,翻车鱼翻车鱼记录第一个燃料融化的迹象在一个反应堆。

东芝返回到严重污染单位2 2018年1月,新机器带一个相机,可以盘倾斜和伸缩的另一个附加到提示引导管,提供鸟瞰。一旦机器达到PCV的核心,工人降低了远程云台摄像机额外七英尺半拍照。

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一些机器人被用于侦察任务在福岛第一核电站的反应堆。

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“这是为了处理特定的挑战,“说孝Nakahara,东芝的专家帮助创建结构来降低机器人。

机器人不仅幸存2 mega-radioactivity单元,它显示,东京电力公司的地板PCV举行泥土和石子认为是熔化的燃料碎片,添加新的皱纹清理任务。

今年2月,东京电力公司发送一个修改版本相同的机器人,它在哪里能够接触的一些石子第一次。该公司表示机器人能够控制小石子圆鼓鼓的依恋,以及承担更大的照片和辐射和温度读数不打扰周围的环境。但它也指出,机器人不能抓住更大的岩石结构,并重新评估机器人。

福岛变成机器人修复未来

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侦察任务

安静的对话回声的白色控制室在一幢350米(约1150英尺)从单位2。裸露的天花板管道,办公椅和计算机设备机架分解否则稀疏空间。有一个安静的从近24个男性强度。都穿工作服颜色他们公司联系,如军官为战争做准备。

两个特殊的椅子已经配备操纵杆的扶手。东京电力运营商坐在一把椅子控制一个特别建造Brokk 400 d,一个蓝色的大机器人看起来像一个迷你挖掘机两大坦克履带上运行。他专心地看着四个显示器给他一个实时提要在2号反应堆发生的事情。

福岛冰墙

步行虽然设施设计把有毒的水反应堆。

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操作员在另一个椅子是控制iRobot Packbot,用于战区和应急人员清晰的爆炸装置和检测生物、化学和放射性威胁。

但是这些机器人并不是普通的版本。而不是其通常斗爪,这Brokk 400 d传感器寻找射线热点。背负式附带了一个相机给运营商额外的视角。两个机器人与一个密闭的室内通信的盒子。光纤线路将那个盒子连接到一个特殊的房间旁边的反应堆,工人们用wi - fi继电器的信息到控制室。

这只是第二次任务,严格进行侦察。两个机器人的2号反应堆——不是在PCV——寻找辐射热点。东京电力公司希望从机器人最终将帮助它传回的信息删除大量的燃料和残骸从顶部部分反应堆,使单位2得到自己的圆顶盖。

测试实验室

我是站在一个迷宫的管道在明亮的白色空间。附近是一个大型的金属物体。我抓住它,本能地试图查克。

物体在空中结冰。

詹姆斯和我都被远程控制技术发展中心提供,大约半小时的车程的核电站。我穿特殊的3 d眼镜和盯着一个虚拟的投影模型的核电站的设施。我在使用一个特殊的单手控制器,看起来像一个电钻和移相器从《星际迷航》,我可以移动和抓取对象。

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穿着特殊的3 d眼镜,作者指导虚拟机器人模型的受污染的发电厂。

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的JAEA在2016年完全开放的设施给企业、学生和研究人员的工具,他们需要开发远程控制机器人能够处理福岛第一核电站的独特挑战。“我们有近三年的经验来支持这样的用户,“会说川端康成,原则中心研究员。

川端康成体育具有小的白色夹克JAEA标识出现在左胸。他是为数不多的几个官员我遇到愿意说英语我分解不同种类的资源在这个设施。

虚拟现实的体验,例如,允许用户把一个虚拟机器人通过设施是否可以使它下楼或通过狭小空间。甚至还有一个对象检测预警——一个嗡嗡的声音如果你的机器人不能越过障碍物。

更多真实的测试,有全面模拟测试,结构如此庞大的747年代它可以容纳两个堆叠在彼此之上。额外的空间很方便当重建部分反应堆或测试无人驾驶飞机。

有一个全面的复制品八分之一片压制室,一个巨大的管子,看起来就像一个甜甜圈缠绕在PCV的基地。即使塔在我们小的结构。抑制室商店PCV的受污染的水,和研究人员正在测试如果远程控制机器人可以从腔内补丁泄漏。

其他地区包括大量测试机器人水下,楼梯,可以移动和调整重新创建一系列挑战机器人——往往纠结于上下步骤的基本任务——可能会遇到。还有一个障碍对人类训练操作机器人通过严密的途径。

我看一个运营商,注意他的Xbox使用一个控制器,让我怀疑我的多年的打晕射击游戏我有资格获得这份工作。

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东京电力公司员工内部单位5。这个反应堆不是操作2011年海啸袭击时,保留它从其他单位的灾难性的崩溃。

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川端康成告诉我,我们的目标是确保未来的工程师和操作员可以接管未来几十年的任务。

“我们必须教育和做一些技能转移从一代到下一代,”他说。“我们必须吸引优秀的学生让他们来了。”

这也适用于机器人测试领域,被在南相马市北部一个小时的车程,今年的某个时候将包括模拟桥梁、隧道和其他障碍,无人机可以机动。2020年,该地区将主办世界机器人峰会,与许多展览专注于救灾和基础设施的支持。福岛县政府希望来自世界各地的公司最终会来测试他们的无人驾驶飞机。

鬼城

当你抬高Rikuzenhama公路从叶町到福岛,你可以看到福岛地区慢慢的恢复了生机,包括当地的超市和警察局在富冈熙熙攘攘。

接近,然而,你会发现企业和家庭被金属大门。他们在双叶,富冈和大熊町,繁盛的社区附近的电厂被迫撤离。

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Tamioka残骸的拱廊,摧毁发电厂附近的社区之一。

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现在他们鬼城。

在Tamioka,我发现一个巨大的声波刺猬装饰二层商场的外面。时间,忽视和海啸破坏了建筑,二楼半墙吹出来。

更远的街上,有一个丰田花冠维修店的玻璃外已经被粉碎成微小的碎片。公路对面,数百袋充满了辐射灰尘,日本不知道如何处理——提醒我们它仍面临的问题。

快照的一切看起来就像海啸袭击之后。建筑在这里已经几乎没有被人类从那时起。穿戴整齐模特站在附近的一个零售商店。

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东京电力工作者站在塔被污染的水。

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这可能会改变。现在日本政府允许人们换取访问在白天。在我们停留期间,当地报纸报道了一则称前居民将被允许回到一些疏散区。

“对我们这些从福岛居住在这里,我们试图生活正如我们之前做的,”小野Shunsuke说,掌管J村酒店和体育在被复杂。“福岛以外的人,有一种感觉,福岛是不正常的。”Ono says he doesn't feel in danger living in the area.

不是每个人都认为相同的方式,执行总经理渡边Hanaoka说,东京电力公司的国际事务办公室。“他们担心服务,如医疗、商业和商业,以及社区恢复和辐射水平降低,”他告诉我。

大自然的力量

当爆炸吹掉单位1和3的上衣,在福岛第一核电站放射性物质污染土壤。核电站一旦花园式的环境已经几乎完全替换掉了,防止雨水渗入土壤污染和泄漏到海洋。

东京电力公司称,你可以走大约96%的37.7平方米的工厂只有标准的连衣裤和一次性口罩。

当我们走的理由,我注意到一排树樱花盛开。

“这是自然的力量,”我的翻译说。

2019年3月4日出版。