利用人工智能提高核电生产

国际原子能机构正在领导一个协调研究项目，探索人工智能如何帮助小型模块化反应堆的部署。(图片来源：Adobe Stock)

人工智能(AI)在推进核能生产方面具有广阔的潜力。这些复杂的计算机系统模仿人类解决问题和决策的逻辑。凭借提高效率、自动化、安全性和预测性维护以及优化流程的能力，人工智能已经在核领域的某些领域取得了长足的进步。

人工智能是一个总括术语，涵盖了数十年来开发的各种技术。它的范围从简单的计算机程序(例如垃圾邮件过滤器)到更高级的概念(例如机器学习)，其中计算机通过使用大量数据进行广泛的训练来学习过去的经验。随着高效微芯片的出现，涉及模仿人脑的人工神经网络的深度学习出现了。

生成式人工智能是深度学习的一个子集，它通过制作原始文本、图像和视频吸引了公众的注意力。它用途广泛，可以适应许多不同的功能或活动。“人们对生成工具的功能感到兴奋，”电力研究所(EPRI)的技术创新专家杰里米·伦肖(Jeremy Renshaw)说。“现有模型非常强大，目前正在付出大量努力来开发新的、更好的工具。”

虽然与其他行业一样，生成式人工智能可以帮助完成管理任务，但由于其新颖性和不透明性，其在核电站(NPP)运营中的应用尚不可能;目前尚未完全了解人工网络如何运作并得出结论。更透明的系统(称为可解释的生成人工智能)有望在核电站运营中得到更广泛的应用。此类人工智能的开发正在进行中，Renshaw 相信，一旦实现，将在可预见的未来在核电站中使用人工智能。

机器学习应用

机器学习在核工业中的应用已经有一段时间了，并且在各个领域都被证明是有用的。操作员利用机器学习算法进行实时监控和预测性维护。该软件通过筛选大量传感器数据来有效识别异常情况，使分析师能够专注于潜在的异常情况。“检查员只查看相关数据。我们不是在大海捞针，而是把大海捞起来，”伦肖说。

该技术并不能取代人工分析。然而，它可以提供更快、更准确的结果，同时依赖较少但仍然不可或缺的人类交互。机器学习已经被应用于筛查核电站金属储罐和管道的裂缝。机器学习提高的精度、降低的成本和优化的人工监督有可能为核电行业带来显着的效益。

人工智能在核电站中的潜在应用是巨大的。例如，它可以根据消费者需求、天气和设备性能等实时数据调整发电量，从而提高效率并确保稳定的电力供应。使用机器人和人工智能系统的自动化可以处理日常任务，将人工干预集中在高价值任务上并提高工厂效率。它还可以优化燃料消耗并最大限度地提高反应堆的能量输出。

国际原子能机构专门研究创新技术的核工程师内莉·恩戈伊·库贝尔瓦(Nelly Ngoy Kubelwa)表示：“人工智能与数字孪生等其他技术一起，可以决定性地提高核电生产的效率。” 数字孪生是物理对象、人或过程的数字表示，它可以模拟真实情况及其结果。

Ngoy Kubelwa 表示，业界对人工智能解决方案有着极大的兴趣，但在任何新技术应用于核电站之前，监管机构需要彻底了解和理解它，以制定指导方针并为其使用颁发许可证和许可证。

Ngoy Kubelwa 说：“关于人工智能，尤其是生成式人工智能，是否是一种全新的东西，是否需要一种全新的方法来监管它，或者我们是否可以适应当前的标准，存在很多讨论。” “为了部署这项技术，我们需要与监管机构合作开发框架。”

自 2021 年以来，原子能机构一直支持人工智能在核电厂的潜在应用，编写了一份人工智能报告，随后在支持运行核电厂的国际创新网络(ISOP)下建立了工作组，重点关注人工智能部署的监管和技术方面。即将出版的关于核工业人工智能应用以及人工智能对核电厂安全影响的出版物进一步强调了这一承诺。原子能机构还正在领导一个协调研究项目，探索人工智能和创新技术如何帮助加快小型模块化反应堆的部署，并正在考虑建立专注于人工智能的原子能机构合作中心。

对于 Ngoy Kubelwa 来说，这个话题不仅仅是技术性的。“人工智能和其他新兴技术的使用将标志着核工业掌握了最新发展的脉搏，”她说。“积极参与这一领域将在吸引年轻一代的兴趣方面发挥重要作用，这对于确保核能生产的未来至关重要。”