争夺领导权！中国将在此换道超车

当前，利用人工智能、大数据等新一代数字技术赋能核电，已成为主要核电国家重点发力方向。我国应紧密跟踪趋势发展，统筹布局智能核电技术研发，积极争取智能核电技术发展领导权。

全球智能核电技术

研发应用明显提速

智能核电技术指将人工智能、大数据、机器学习等新一代数字技术与先进核能系统结合，可提升核电自主运行水平，减少各环节人因失误，在高辐射等危险工作环境能够替代部分人工劳动，有效提升核电运行安全性及经济性。

人工智能概念20世纪50年代被提出，美国能源部1985年发布《人工智能与核能》报告，首次提出人工智能具有核能领域应用前景，开创智能核电技术研发先河。随着机器学习、大数据、人工智能等新一代数字技术在自动驾驶、先进制造、医疗诊断等领域的成功实践，美国、俄罗斯、韩国、日本等发达核电国家相继加快智能核电技术研发应用。

1.美国

美国以数据科学技术为基础，加强反应堆远程监测、设备故障诊断及预测等功能，降低核电厂运维成本及人因失误可能。美国电力研究协会(EPRI)重视数据科学技术在核电领域应用，开发“故障预测与健康管理系统”实现对核电厂的在线监测，联合核电运营商建立了无损评估数据集、设备维护数据集、核电运营数据集等核电大数据库。2021年，EPRI发布《利用人工智能促进核能发展》报告，提出以数据科学技术为基础，向掌握核电运行规律、预测评估设备状态、提高核电厂自动化水平、优化业务流程等方向发展，旨在实现预测性维护、减少人因失误、降低轻水堆运维成本。先进堆方面，美国能源高级研究计划局(ARPA-E)2019年启动智能核资产管理发电(GEMINA)项目，利用人工智能、高级控制系统等技术为先进堆开发数字孪生技术，目标是将下一代核电厂的运行和维护成本降低90%。

2.韩国

韩国制定智能核电研发顶层战略，利用第四次产业革命核心技术赋能核电，提高核电运行安全水平。韩国科学和信息通信技术部2018年12月发布《未来核能安全力量强化方案》，提出利用第四次产业革命核心技术(数据、网络与人工智能)以及材料、传感等尖端技术与传统核能安全技术相结合，从根本上改变核能安全管理模式。韩国原子能院已围绕设备状态诊断技术、核电厂智能启停技术等开展基础研究。韩国水电核电公司(KHNP)正在利用物联网、人工智能、大数据等数字技术，研发部署能够覆盖韩国国内所有核电厂主要设备的线上综合监测及诊断(CMD)系统，建成后能够实现韩国各核电厂运行情况实时监控、主要系统与设备异常预警、设备在线诊断以及设备中长期趋势与剩余使用寿命的预测分析等功能。

3.俄罗斯

俄罗斯研发核电厂建安项目管理软件及耐辐射机器人，提高施工效率、降低人员受辐射风险。在“俄罗斯数字经济”国家计划的引导下，俄罗斯国家原子能集团公司开发出“Multi-D”核设施建设生命周期管理系统，通过对施工及安装全过程的3D模拟，优化资源配置，提高工程效率。俄利用该系统为罗斯托夫3号机组建设节省2个月工期并降低建设成本。为降低人员暴露在辐射环境中的危险，俄应用人工智能、虚拟现实等技术开发核电机器人，替代人工开展辐射环境作业。2020年，俄罗斯国家技术集团开发出“催眠”耐辐射机器人设备控制系统，可用于反应堆维护、核燃料贮存设施辐射监测等工作。2021年5月，列宁格勒核电厂首次采用机器人系统诊断和修复乏燃料池墙壁衬里和底部。

我国智能核电技术研发

具有后发优势但仍存短板

我国智能核电技术研发总体上具有后发优势。我国商运核电机组大多建设于近些年，核电仪控系统数字化、信息化方面更新部署较快，核电数智化转型的工程基础良好。《新一代人工智能发展规划》《能源技术创新“十三五”规划》《关于进一步加强核电运行安全管理的指导意见》等文件，均提出发展核电数智化相关技术研发及应用。在政策引导下，核工业相关主管部门、大型核电企业也积极探索智能核电技术研发及应用，相继开展秦山大数据中心建设项目、核动力院反应堆远程智能诊断平台(PRID)系统，国防科工局核能开发项目下“人工智能在反应堆方面的应用”等多类项目，推动智能技术与核电行业深度融合。

与美国等智能核电技术领先国家相比，我国智能核电技术研发仍存在一些短板：一是由于我国核电行业起步整体晚于美欧，运行数据积累相对较少，且缺少深度挖掘，许多项目还处于通过智能技术提升数据获取能力阶段，缺少针对智能诊断、智能决策、智能控制层面的研发应用。二是我国自主研发的各类核电信息系统虽然单独运行效率较高，但系统间协同性不足，缺乏对数据的整合，无法发挥多维度全面反映核电运行状态的要求。三是国家层面尚未形成顶层指导性发展路线图，技术研发呈现多向散发态势，技术主线不突出，系统性不强，同时尚未建立高质量的产业链配套技术能力。

启示建议

2021年5月，习近平总书记在中俄核能合作项目讲话中提到“推进核能产业和新一代数字技术深度融合，为全球核能创新发展贡献更多智慧”。数智化已成为当前核电技术的主流发展趋势，智能核电技术不仅能通过预测性维护、远程集中监测等手段降低运维成本、减少人因失误，提高大型核电厂安全性与经济性，还能通过智能启停、智能诊断、智能控制等功能开发与迭代，为在太空、极地、深海等极端环境部署自主运行的小型、微型核反应堆奠定关键技术基础。我国核电基础数字化基础设施良好，具有一定后发优势，应抓住“换道超车”的历史性发展机遇，统筹加快智能核电技术发展。

加强顶层规划，积极定制适用于我国的智能核电技术发展路线图。充分利用现有核电大数据中心、核电设计院等行业资源，联合人工智能领域研发机构，构建“国家引领—行业支撑—广泛协同”的研发体系，瞄准提升核电运行经济性、提高运维安全性、提高事故应对能力、使核电厂具备一定自主运行能力的总体目标，明确全生命周期核电大数据体系、设备健康管理平台、核电智能运维检修机器人平台等智能核电技术重要架构，定制适用于我国的核能智能化技术发展路线图，切实推动智能技术与核能产业的深度融合。

采用换道超车思维，提前布局智能化小堆和微堆开展差异化竞争。依靠在运大型商业压水堆收集各工况数据，开展智能核电技术迭代的基础上，加强适用于小堆和微堆的智能核电技术研发，加强反应堆状态监测、设备故障感知等智能诊断技术，以及反应堆自启停、设备自动控制等智能控制技术方面研究，提高反应堆自主运行水平，满足小堆和微堆未来全工况运行期间“无人监控，少人值守”的高度自主化运行要求。

切实防控智能技术推广应用带来的安全风险，系统加强核电网络信息安全建设。核能智能化技术的发展与网络应用关系紧密，信息化、数字化在带来便捷高效的同时，也伴随着安全隐患。伊朗核设施遭受“震网”病毒攻击等事件为核行业敲响警钟，确保网络信息安全至关重要。建议加强核电网络信息安全建设，建立动态、可持续的网络安全运营体系，强化关键信息基础设施保护，加快实施核电网络信息安全在线监管平台，提升安全管控和体系化对抗能力。(摘编自《中国核工业》杂志2023年第4期)