摘要：面对强辐射、高热负荷的极端环境，如何维护聚变堆核心部件一直是世界级难题。中国科学家用一项突破性技术给出了答案，让庞大机器人能够完成精细如绣花的高精度操作。

面对强辐射、高热负荷的极端环境，如何维护聚变堆核心部件一直是世界级难题。中国科学家用一项突破性技术给出了答案，让庞大机器人能够完成精细如绣花的高精度操作。

9月15日，合肥科学岛上传来喜讯——聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT，又称“夸父”）的遥操作系统测试平台通过专家组验收。

这套系统由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所研制，标志着我国成功攻克了聚变堆核心部件远程维护的技术瓶颈，为未来聚变能商用化扫除了一大障碍。

01 巨人之手，绣花之工

遥操作系统测试平台堪称聚变堆的“智能维保专家”。这个系统由两大类设备组成：包层维护机器人和重载机械臂。

包层维护机器人负载高达60吨，但环向转运精度可达正负3.1毫米，垂直吊运精度正负3.8毫米。重载机械臂负载2.5吨，灵巧双臂末端重复定位精度达到惊人的正负0.01毫米。

这意味着这些“力大无穷”的巨型设备能够完成精细如“绣花”的操作。

02 极端环境，非凡挑战

为什么要开发如此精密的远程维护系统？答案在于聚变堆内部的极端工作环境。

聚变堆作为“终极清洁能源”装备，其堆芯包层、偏滤器等关键部件长期处于高热负荷、强磁场、中子辐照的极端工况。这些部件容易损伤且维护难度极大，人类根本无法直接接近。

尽管工业机器人技术发展迅速，但普通设备无法同时满足耐辐照、超大负载、高精度和灵活作业等堆芯部件维护需求。这就是为什么必须专门开发聚变堆遥操作系统的原因。

03 技术突破，自主可控

项目团队在材料、结构、感知、控制和可靠性等关键领域开展了全面技术攻关。他们解决了极端环境下大型机器人结构复杂、变形大与聚变堆高可靠性、高精度维护需求之间的矛盾。

团队首次验证了大模块包层高精度快速更换和偏滤器靶板正面维护的工程可行性。这项突破进一步缩短了检维修周期，为提升聚变堆运行效率提供了关键技术支撑。

最重要的是，遥操作系统测试平台的成功研制，标志项目团队成功突破技术壁垒，实现了国产化自主可控。

04 多领域应用，广阔前景

这项技术的应用范围远不止于聚变能领域。相关技术可拓展应用到核电检修、航空航天、重型机械、应急救援等多个领域。

在核电领域，该系统可用于核反应堆维护；在航空航天领域，可应用于航天器精密维护；在重型机械领域，可用于大型设备检修；在应急救援领域，可在人类无法接近的危险环境中执行救援任务。

市场前景方面，随着核能、航空航天和高端制造业的发展，对高精度远程操作系统的需求将持续增长。这项技术突破为中国在高端装备制造领域赢得了竞争优势。

05 未来趋势与潜在挑战

未来，这项技术将为国内BEST、CFEDR以及国际ITER等下一代聚变装置提供遥操作技术验证与系统支撑。

聚变能商业化道路上仍存在挑战。遥操作技术的可靠性需要在更极端环境中验证，成本控制也是商业化必须考虑的因素。

国际合作与竞争态势也在变化。中国在这方面技术突破提升了在国际热核聚变实验堆（ITER）计划中的话语权，同时也为自主建设聚变工程示范堆奠定了基础。

随着“夸父”遥操作系统测试平台完成验收， 合肥科学岛上的科研人员已经开始规划下一步工作。 他们不仅着眼于国际热核聚变实验堆（ITER）的应用， 更瞄准了中国自主设计的聚变工程示范堆的需求。

遥操作技术的突破， 如同一把精准的“钥匙”， 打开了聚变能商业化道路上的一道关键“门锁”。 未来十年， 我们可能会看到这项技术应用于全球首个聚变示范电站， 为人类能源革命写下中国注脚。

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来源：科学黑与白