柳厚安、孫浩鳴／香港商安百拓香港有限公司台灣分公司
核能是目前全球可以有效利用的重要能源之一，核電廠是核能利用的一個重要應用。但是核電廠除役維護工作在相當多的環境下，是人無法現場操作的，所以在核能工業以及核電廠除役等人無法勝任的工作，便需要使用核電廠除役機器人。本研究考量到核電廠的特色，以及在除役過程之中效率的重要性，研究了在核電廠除役之中機器人的重要應用。本研究採用用於核子反應器除役的遠距離作業系統。核子反應器除役一般有三種方法：立即拆除、延遲拆除和固封除役，立即拆除可能須考慮使用機器人，延遲拆除則須考慮安全封存期間的維護與監測費用，而固封除役之耗費資金相當龐大，因此現在一般採用立即拆除或延遲拆除。反應器拆卸除役作業，首先會遇到的問題，即為處理大批放射性污染設備的問題，由於其輻射的危險性，使得人工並不能直接地操作，所以必須採用遠端遙控機器人來進行作業處理。
【內文精選】
核電廠以及機器人之研究背景及現況
核能是目前全球可以有效利用的重要能源之一，核電廠是核能利用的一個重要應用，因此核電廠的除役工作亦是非常重要的。核電廠的反應器內部有大量的放射性物質，核電廠有很多操作過程都會有放射性，核子輻射對人體的傷害相當致命，核電廠之中有超過天然強度以上的放射性，嚴重地影響了許多維護的工作，特別是那些涉及核蒸汽供應系統以及相關的輔助系統之維護工作。在核子設施方面，工作人員在一季之中，允許接受的放射性劑量皆有嚴格的限制，它經常限制了工作人員在核電廠某個區域，或者在某個零組件上的工作時間。
核電廠的維修不同於一般電廠或其他工業部門的維修，因為其規模相當龐大、設備相當複雜，而停止運轉所帶來的損失也相當大，並且在核子安全以及保護民眾的健康方面甚為重要。為此，核電廠對維修工作提出相對很高的要求。核電廠維修部門的短期任務是儘快地修復損壞的設備，保證機組的安全可靠運轉；長期的任務是對故障加以分析，找出對策，制訂和改善切實可行的維修計畫，並確實地予以執行。圖一為經規劃後使用機器人除役現場情況。
圖一、經規劃後使用機器人除役工具施作
核電廠機器人的研究現況
隨著核子工業及其他科技，尤其是自動化與電腦技術的發展，核電廠機器人已經邁向通用智慧型機器人，此種高科技整合了機器人系統方面的發展。未來的核電廠除役機器人，必須是一種靠感覺識別功能來決定自己行動，而具有自律性或自主性的智慧型機器人。在核子工業的很多環境之中，人無法在現場操作，目前已經研製出並投入使用的核電廠除役機器人，都是運用遠端操控來應用於核電廠，完成對設備的維修檢測和救援處理等各種操作，因而考核機器人的兩個主要指標，是其操作的可靠性和靈活性。依據機器人實際擔負的使命不同，它們的結構和研究的焦點也各不相同：用於核子設備檢測、視察機器人，以感測系統與無線遠端控制為研究的重點；而用於核子設備維修、處理及救援的機器人，以操縱機構和靈活控制為研究的重點…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖二、核電廠機器人之結構與遠端操作
★本文節錄自《工業材料雜誌》410期，更多資料請見下方附檔。