當前，利用人工智能、大數據等新一代數字技術賦能核電，已成為主要核電國家重點發力方向。我國應緊密跟蹤趨勢發展，統籌布局智能核電技術研發，積極爭取智能核電技術發展領導權。

全球智能核電技術

研發應用明顯提速

智能核電技術指將人工智能、大數據、機器學習等新一代數字技術與先進核能系統結合，可提升核電自主運行水平，減少各環節人因失誤，在高輻射等危險工作環境能夠替代部分人工勞動，有效提升核電運行安全性及經濟性。

人工智能概念20世紀50年代被提出，美國能源部1985年發布《人工智能與核能》報告，首次提出人工智能具有核能領域應用前景，開創智能核電技術研發先河。隨著機器學習、大數據、人工智能等新一代數字技術在自動駕駛、先進制造、醫療診斷等領域的成功實踐，美國、俄羅斯、韓國、日本等發達核電國家相繼加快智能核電技術研發應用。

1.美國

美國以數據科學技術為基礎，加強反應堆遠程監測、設備故障診斷及預測等功能，降低核電廠運維成本及人因失誤可能。美國電力研究協會(EPRI)重視數據科學技術在核電領域應用，開發“故障預測與健康管理系統”實現對核電廠的在線監測，聯合核電運營商建立了無損評估數據集、設備維護數據集、核電運營數據集等核電大數據庫。2021年，EPRI發布《利用人工智能促進核能發展》報告，提出以數據科學技術為基礎，向掌握核電運行規律、預測評估設備狀態、提高核電廠自動化水平、優化業務流程等方向發展，旨在實現預測性維護、減少人因失誤、降低輕水堆運維成本。先進堆方面，美國能源高級研究計劃局(ARPA-E)2019年啟動智能核資產管理發電(GEMINA)項目，利用人工智能、高級控制系統等技術為先進堆開發數字孿生技術，目標是將下一代核電廠的運行和維護成本降低90%。

2.韓國

韓國制定智能核電研發頂層戰略，利用第四次產業革命核心技術賦能核電，提高核電運行安全水平。韓國科學和信息通信技術部2018年12月發布《未來核能安全力量強化方案》，提出利用第四次產業革命核心技術(數據、網絡與人工智能)以及材料、傳感等尖端技術與傳統核能安全技術相結合，從根本上改變核能安全管理模式。韓國原子能院已圍繞設備狀態診斷技術、核電廠智能啟停技術等開展基礎研究。韓國水電核電公司(KHNP)正在利用物聯網、人工智能、大數據等數字技術，研發部署能夠覆蓋韓國國內所有核電廠主要設備的線上綜合監測及診斷(CMD)系統，建成后能夠實現韓國各核電廠運行情況實時監控、主要系統與設備異常預警、設備在線診斷以及設備中長期趨勢與剩余使用壽命的預測分析等功能。

3.俄羅斯

俄羅斯研發核電廠建安項目管理軟件及耐輻射機器人，提高施工效率、降低人員受輻射風險。在“俄羅斯數字經濟”國家計劃的引導下，俄羅斯國家原子能集團公司開發出“Multi-D”核設施建設生命周期管理系統，通過對施工及安裝全過程的3D模擬，優化資源配置，提高工程效率。俄利用該系統為羅斯托夫3號機組建設節省2個月工期并降低建設成本。為降低人員暴露在輻射環境中的危險，俄應用人工智能、虛擬現實等技術開發核電機器人，替代人工開展輻射環境作業。2020年，俄羅斯國家技術集團開發出“催眠”耐輻射機器人設備控制系統，可用于反應堆維護、核燃料貯存設施輻射監測等工作。2021年5月，列寧格勒核電廠首次采用機器人系統診斷和修復乏燃料池墻壁襯里和底部。

我國智能核電技術研發

具有后發優勢但仍存短板

我國智能核電技術研發總體上具有后發優勢。我國商運核電機組大多建設于近些年，核電儀控系統數字化、信息化方面更新部署較快，核電數智化轉型的工程基礎良好。《新一代人工智能發展規劃》《能源技術創新“十三五”規劃》《關于進一步加強核電運行安全管理的指導意見》等文件，均提出發展核電數智化相關技術研發及應用。在政策引導下，核工業相關主管部門、大型核電企業也積極探索智能核電技術研發及應用，相繼開展秦山大數據中心建設項目、核動力院反應堆遠程智能診斷平臺(PRID)系統，國防科工局核能開發項目下“人工智能在反應堆方面的應用”等多類項目，推動智能技術與核電行業深度融合。

與美國等智能核電技術領先國家相比，我國智能核電技術研發仍存在一些短板：一是由于我國核電行業起步整體晚于美歐，運行數據積累相對較少，且缺少深度挖掘，許多項目還處于通過智能技術提升數據獲取能力階段，缺少針對智能診斷、智能決策、智能控制層面的研發應用。二是我國自主研發的各類核電信息系統雖然單獨運行效率較高，但系統間協同性不足，缺乏對數據的整合，無法發揮多維度全面反映核電運行狀態的要求。三是國家層面尚未形成頂層指導性發展路線圖，技術研發呈現多向散發態勢，技術主線不突出，系統性不強，同時尚未建立高質量的產業鏈配套技術能力。

啟示建議

2021年5月，習近平總書記在中俄核能合作項目講話中提到“推進核能產業和新一代數字技術深度融合，為全球核能創新發展貢獻更多智慧”。數智化已成為當前核電技術的主流發展趨勢，智能核電技術不僅能通過預測性維護、遠程集中監測等手段降低運維成本、減少人因失誤，提高大型核電廠安全性與經濟性，還能通過智能啟停、智能診斷、智能控制等功能開發與迭代，為在太空、極地、深海等極端環境部署自主運行的小型、微型核反應堆奠定關鍵技術基礎。我國核電基礎數字化基礎設施良好，具有一定后發優勢，應抓住“換道超車”的歷史性發展機遇，統籌加快智能核電技術發展。

加強頂層規劃，積極定制適用于我國的智能核電技術發展路線圖。充分利用現有核電大數據中心、核電設計院等行業資源，聯合人工智能領域研發機構，構建“國家引領—行業支撐—廣泛協同”的研發體系，瞄準提升核電運行經濟性、提高運維安全性、提高事故應對能力、使核電廠具備一定自主運行能力的總體目標，明確全生命周期核電大數據體系、設備健康管理平臺、核電智能運維檢修機器人平臺等智能核電技術重要架構，定制適用于我國的核能智能化技術發展路線圖，切實推動智能技術與核能產業的深度融合。

采用換道超車思維，提前布局智能化小堆和微堆開展差異化競爭。依靠在運大型商業壓水堆收集各工況數據，開展智能核電技術迭代的基礎上，加強適用于小堆和微堆的智能核電技術研發，加強反應堆狀態監測、設備故障感知等智能診斷技術，以及反應堆自啟停、設備自動控制等智能控制技術方面研究，提高反應堆自主運行水平，滿足小堆和微堆未來全工況運行期間“無人監控，少人值守”的高度自主化運行要求。

切實防控智能技術推廣應用帶來的安全風險，系統加強核電網絡信息安全建設。核能智能化技術的發展與網絡應用關系緊密，信息化、數字化在帶來便捷高效的同時，也伴隨著安全隱患。伊朗核設施遭受“震網”病毒攻擊等事件為核行業敲響警鐘，確保網絡信息安全至關重要。建議加強核電網絡信息安全建設，建立動態、可持續的網絡安全運營體系，強化關鍵信息基礎設施保護，加快實施核電網絡信息安全在線監管平臺，提升安全管控和體系化對抗能力。(摘編自《中國核工業》雜志2023年第4期)