STUK 總部位于萬塔約基涅米。

核能治理包括從地方到國家、雙邊、地區和國際層面的復雜義務網絡，適用于核燃料循環的每個階段。該系統旨在避免中斷，重點是維護和認證核材料和技術的安全、可靠和和平使用。這種分層治理系統會在多個司法管轄區的多個利益相關者之間產生大量數據。它還引發了對新技術的抵制，導致許多運營商和監管機構陷入笨重、孤立的遺留系統以及勞動密集型的手動或紙質流程。

隨著數字化和新興技術創造出更加豐富的數據環境，當今的信息管理系統需要捕獲和保護種類更多、數量越來越多的數據，包括元數據。區塊鏈技術提供了解決方案，可以為數字數據添加審計線索，確保誰在何時對哪個文件做了什么的分布式記錄，并允許所有利益相關者驗證今天早上、10 天前或 10 年前采取的行動是否正確。

芬蘭輻射與核安全局(STUK)和塞拉菲爾德有限公司等組織已經測試了區塊鏈技術，并證明它能夠提供數據認證、透明度和不變性。

這使得廢物流完全可見，并加強了核材料的核算和對國家立法和保密規則的遵守。

數據挑戰

負責放射性廢物儲存庫的機構收集的數據必須進行長期管理，通常超過 100 年。這些數據包括從廢物特性到環境監測、核安全、安保和保障措施等所有內容。

隨著一個國家核燃料循環的成熟，在退役設施、儲存庫開發以及監管和社會審批的各個階段，數據的數量、類型和質量都在增加，例如預選址、選址、場地特性描述、建設、運營、預關閉和關閉。對于反應堆中的廢燃料，這項任務變得更具挑戰性，因為一旦將其放置在地下 400 多米深處，就不可能對其進行物理檢查。

對于 STUK 來說，“在保護奧爾基洛托地質儲存庫方面，數據完整性具有重大意義。該地下設施是世界上第一個用于處理廢燃料的設施，也是第一個在核燃料循環后端應用歐洲和國際保障措施的設施”。

在英國，核退役管理局 (NDA) 負責該國的核廢料管理。NDA 最大的運營機構塞拉菲爾德有限公司 (Sellafield Ltd) 擁有英國 80% 的核廢料庫存，預計到 2135 年，核廢料量將從 2019 年的 20.2 萬立方米增長到 430 萬立方米。由于核廢料追蹤過程中五分之一的步驟依賴紙質或手動步驟，因此，目前要定位和追蹤 NDA 資產中流動的放射性廢物數據需要付出巨大努力，涉及多個參與者、孤立的數據庫和遺留系統。每三年更新一次英國的放射性廢物庫存時，這項工作就變得尤為困難。這涉及收集有關 1,300 多條放射性廢物流和 60 條放射性物質流的信息。

伴隨核廢料數據的元數據也在不斷增長，如果不在創建時捕獲，則可能難以管理。例如，廢物容器上的元數據可以表示其技術屬性、ID、訪問過的人、與傳感器/設備相關的信息(包括儀器健康和狀態)，以及廢物中化學和放射性核素清單的來源和定義。

元數據可以幫助人們更輕松地找到數據，了解其來源/出處/真實性，并能夠在長期使用的寶貴數據集中實現可解釋的機器學習和人工智能。2014 年，經合組織的核能機構建立了放射性廢物儲存庫元數據管理 (RepMet) 項目，并提出了一組元數據建議，可供國家放射性廢物計劃使用，以管理和協調放射性廢物儲存庫數據，以便進行長期管理和使用。RepMet 沒有考慮數據管理的技術選擇，但 STUK 和 Sellafield UK 的區塊鏈測試確定了供應鏈運營和長期數據管理的好處。

區塊鏈的好處

區塊鏈是分布式賬本技術 (DLT) 的一個子集，分布式賬本技術是指去中心化數字數據庫的總稱，它可以涵蓋來自多個地點的廣泛參與者和數據源。這些平臺將加密、時間戳、復制和存儲加密“散列”數據到不可變的賬本中，而賬本又成為分布式參與者的唯一真實來源。

數據被附加和嵌入，使其極難被操縱，從而允許利益相關者在可信環境中進行交互。為了提高安全性，區塊鏈上通常不存儲任何數據文件。相反，只發布哈希值和/或元數據。

區塊鏈技術通常與加密貨幣聯系在一起，這削弱了其用于跟蹤供應鏈、流程、文檔和文件的更有用的應用。比特幣被認為是該技術的旗艦，是世界上第一個開放的區塊鏈;一個允許任何有互聯網連接的人參與數字支付系統的平臺。目前，大多數采用區塊鏈的企業解決方案都是私有的、許可的系統，限制相關利益相關者的訪問和驗證共識。事實上，愛沙尼亞政府在 2008 年 10 月發布比特幣白皮書之前就已經在開發第一個許可的區塊鏈平臺。

從那時起，私有、許可和混合(公共和許可的混合)區塊鏈平臺的進步已經擴展到保護所有類型的交易，無論是與鉆石等高價值資產相關，減少發票差異還是為航空業的碳補償市場提供出處。

DLT 擅長以各種方式使用數據和元數據。一旦添加到 DLT 平臺，元數據就會永久存儲，無法更改。這使得元數據可靠且不可篡改，為用戶提供了高度的保證，確保信息值得信賴。DLT 還使數據對授權人員透明，從而可以輕松跟蹤特定元數據的歷史記錄，例如資產或交易的來源、所有權和狀態。可以添加元數據以提供有關資產的其他信息，例如日期、時間和相關方。元數據還用于根據預定義條件自動執行特定操作，例如，如果特定廢物容器未按要求在指定日期前移動，則發送通知。

會計數據追蹤

多項研究和概念驗證都集中于 DLT 在核材料核算和放射性廢物追蹤方面提高效率的潛力。

2019 年，STUK 與華盛頓特區的史汀生中心和澳大利亞悉尼的新南威爾士大學 (UNSW) 合作，開發了首創的原型，稱為 SLAFKA，該原型使用分布式賬本技術在國家層面跟蹤核材料。該原型展示了如何使用 DLT 來驗證數據的可靠性并提高報告和信息共享的效率。

SLAFKA 證明，核材料會計數據可以進行跟蹤、簡化和核對。DLT 本質上是一份單一、連續的庫存變化報告，數據幾乎實時添加，使運營商和監管機構能夠實時監控變化。這提高了例行檢查計劃的有效性，并允許監管機構更及時地反饋所報告信息的質量。

這些結果可能對英國的保障信息管理和報告系統 (SIMRS) 特別重要，該系統用于根據英國與國際原子能機構 (IAEA) 的自愿提供協議匯編數據。根據核監管保障辦公室年度報告，2022 年報告期匯編了 1,000 多份報告，包含數十萬行數據。

2020 年，英國先進數字技術權威機構 Digital Catapult、Sellafield 和 DataTrails 合作進行了概念驗證，證明了 DLT 是一種解決 NDA 核電站生產率挑戰和數據共享問題的工具，特別是追蹤低放射性核廢料。由于追蹤核廢料的步驟中約有 20% 依賴于紙質或手動追溯，因此解決方案必須：

提供全球廢物可見性

通過可訪問性、安全性和彈性提供持續的信息保證

與現有的物聯網 (IoT) 傳感器集成

允許與設備無關的訪問

確保遵守廢物接收標準

從而節省成本并改進流程。

此次合作成功展示了一種簡單、有效的方法，可以在不改變現有數據庫或數據捕獲技術的情況下捕獲塞拉菲爾德整個數字資產的數據，從而提供單一事實來源。

SLAFKA 和塞拉菲爾德 POC 已證明，DLT 可以通過提高數據透明度、多方協調和多方可見性來消除錯誤、節省時間并顯著降低成本。這是通過符合國家和國際規則和法規的物品級可追溯性和審計跟蹤實現的。DLT 還可以集成到現有的數據管理系統中，并增強物理檢查流程(無論是出于安全、保障還是保障措施)，包括合規性和審計報告。

其他核監管機構和運營商也開始考慮使用區塊鏈技術來追蹤核資產。國際原子能機構 (IAEA) 自 2018 年起已將 DLT 列入其新興技術研討會議程。人們逐漸認識到，DLT 是一種能夠增強抗干擾能力的技術，可為子孫后代提供不可改變的審計線索。