中国研发60吨级聚变反应堆维护机器人
摘要
中国成功研发巨型聚变反应堆维护机器人,主臂载荷60吨精度达4毫米,远超国际现有水平。该系统由三支机械臂组成,是聚变技术综合研究设施的关键子系统,将用于国内外下一代核聚变装置维护,并可扩展至核电站、航空航天等领域应用。

中国已建造并测试了一台巨型机器人,用于未来聚变反应堆的维护工作。据国有《科技日报》报道,这套由三支机械臂组成的远程操作测试平台已通过专家评审和验收。
评估显示,该机器人系统的巨型主臂能够以60吨的有效载荷实现卓越精度,定位精度和垂直提升精度达到4毫米以内。这远超目前核能工业中用于危险任务的世界最大最复杂机器人系统的载荷能力。例如,日本三菱重工开发了一支7米长的机械臂用于核反应堆容器的维护和检查,其最大臂端载荷为2吨。
中国系统的两支较小机械臂同样具有卓越的灵活性和精度,能够始终以±0.01毫米的精度返回精确位置。
该机器人是聚变技术综合研究设施(CRAFT)的关键子系统,该设施以试图捕捉太阳的中国神话人物"夸父"命名。CRAFT是一个平台,工程师可在其上开发和测试聚变反应堆的关键组件。该设施由位于安徽合肥的中国科学院等离子体物理研究所监督建造。
在聚变反应堆运行期间,包层等核心组件——旨在承受聚变等离子体极端高温、压力和辐射的保护层——容易受损。维护只能通过能够在高温、强磁场和中子辐照等应力条件下操作的机器人远程进行。
尽管工业机器人技术快速发展,但现有型号并非设计用于在承受如此恶劣环境的同时还能以超高精度承载重物。负责该项目开发的等离子体物理研究所研究员潘洪涛表示,他的团队通过克服材料、机器人结构、传感器能力、控制和可靠性方面的技术障碍,开发出了能够满足这些极具挑战性要求的机器。
开发该机器人所掌握的技术预计将有助于国内外下一代核聚变装置的运行。这些装置包括预计2027年完工的合肥燃烧等离子体实验超导托卡马克,以及正在法国建设的国际热核实验反应堆(ITER)。ITER的远程操作系统管理着高达45吨的有效载荷。
潘洪涛表示,相关技术还可扩展到其他应用领域,包括核电站维护、航空航天、重型机械操作和应急救援。CRAFT预计将于今年年底完工。据其开发者称,有300多名科学家和工程师正在参与该项目,该项目将整合ITER技术以及仍在开发中的创新技术。
