國際原子能機構(IAEA)核退役挑戰賽，在截止日期2020年5月前吸引了26個項目簡報。來自世界各地的參賽技術方案，旨在讓舊核設施的退役和修復更快、更便宜、更安全。下面介紹了國際原子能機構挑選出的幾項獲獎方案。

國際原子能機構退役和環境修復負責人奧萊娜·米科萊丘克說：“核退役是一個對未來和創新具有重大潛力的領域。對所有感興趣的國家來說，保持對全球發展的了解非常重要，包括在數字化、虛擬現實、3D建模以及充分利用自動化和機器人技術等領域。”

1、MAUD項目：重輻射粒子實時成像

一個法國團隊開發了MAUD項目，這是一個便攜式的原型設備，可以可視化表面的輻射。為此，它使用了一個傳感器來探測核輻射與固體閃爍體相互作用產生的光。

當與可能被污染的物體接觸時，工作樣機的傳感器檢測輻射源。然后，它使用輸入的顏色網格，產生一個低分辨率，實時彩色圖像。唯一不足，探測器仍需要短時間暴露在表面才能獲得數據。

原型設備可以探測25 cm²的區域，每個單元的網格大小為35 mm²。開發人員表示，他們的目標是使傳感器的尺寸適合每個設施，高達“幾十平方厘米”，圖像網格尺寸在1平方毫米到1平方厘米之間。

它的近距離探測方法使它能夠探測和區分α和β輻射。它通過測量粒子與傳感器相互作用時發出的光的強度來實現這一點。研究小組將調查這種方法是否能讓他們進一步區分不同的同位素。

此外，這個原型裝置還可以探測到氚同位素，而氚同位素的短程輻射通常無法探測到。在測試中，原型已經檢測到其他放射性同位素，其靈敏度與目前的商業設備類似。

2、用分析系統和機器人繪圖清理福島

世界上最引人注目的核退役事件激發了其中兩個參賽者的靈感。2011年福島第一核電站的熔毀導致了國際間的合作，這是世界上最具挑戰性的正在進行的退役工作之一。

熔毀的名字來源于事故產生的過量熱量如何導致固體燃料外殼熔化。在由此造成的混亂中，很難確定原反應堆的所有部分何時都在，因此也很難確定放射性最強的區域在哪里。

東京大學的一個研究小組提出了兩種評估福島核廢料分布的工具。核電站的每一個單元都含有不同數量的碎片，當局很難識別內部部件。為了幫助確定前反應堆熔渣可能的擴散模式，該大學開發了一個實驗系統和一個模擬熔毀的數學模型。

這所大學開發的一種機械裝置可以通過模擬的熔融核碎片來檢測其擴散情況。一個計算機物理模型可以復制一個類似的事件，并區分不同反應堆部件可能的擴散模式。

獲獎者橫山龍夫說：“由于福島第一核電站環境條件惡劣，采樣活動或從反應堆中提取部分燃料碎片是一個關鍵問題。通過實驗和數值模擬，可以考慮福島第一核電站的情況，逐步識別出燃料碎片，有助于其回收。”

自獲獎者公布以來，這些進展也反映在工業交易中。今年1月中旬，日本東京電力公司與英國退役當局簽署了一項價值1640萬美元的合作協議，開發機器人。這個名為“LongOps”的項目將開發用于退役的機器人手臂以及用于核電站的數字雙胞胎。

這將有助于福島核電站的退役，同時也有助于英國塞拉菲爾德核電站的退役。該協議還概述了未來“核聚變鄰近技術”的潛在用途。

3、英國學生開發的機器人輻射圖

在英國，布里斯托爾大學的學生將輻射光譜儀安裝到無人機上，以便遠程繪制可能受污染地區的輻射水平圖。這些數據將投射到一個使用激光雷達掃描的三維計算機模型上。這將允許用戶在發送更小的機器人以獲得更詳細的數據之前，在3D中繪制放射性地圖。

與遙控汽車類似的小型“海龜機器人”將使用激光雷達了解它們在設施中的位置，同時探測自身下方的輻射強度。與MAUD項目類似，這將允許在一定距離內鑒定特定的放射性同位素。在烏克蘭的前核處理設施進行的試驗使研究小組能夠在不進入大樓的情況下成功繪制輻射水平圖。隨著激光雷達在無人駕駛汽車技術中的應用越來越廣泛，它的創新使設備能夠自行導航并在地圖上識別自己的位置。

4、遙控汽車和蠕蟲探測放射性場所

印度尼西亞國家核能局的一個小組構想了一種污染區域的測繪和監測機器人。他們的汽車將使用激光雷達傳感器和DP6污染探測器來定位和登記放射性數據。技術人員可以通過智能手機控制汽車，讓人們遠離可能受到污染的區域。這個裝置將由防水材料制成，使它更容易去污。在運行過程中，它會將信息傳遞給用戶，以便在建模軟件中繪制污染區域的地圖。

在美國，佛羅里達國際大學協調一個團隊開發了一個類似的系統，旨在降低退役人員的風險。在這個設計中，項目使用人工智能來預測可能發生的事故，繪制顯著輻射的區域圖，并規劃到不同地點的最佳路徑。該團隊開發出了使用磁鐵爬上墻壁的漫游車和類似蠕蟲的機器人來導航管道，以及更傳統的類似汽車的系統。

他們的技術測試還使用了福島第一核電站的模型，在那里，研究小組可以使用人工智能來模擬危險區域可能采取的補救措施。

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