“狗機(jī)器人”：自主腿式機(jī)器人在切爾諾貝利 4 號(hào)機(jī)組周圍制作輻射測(cè)繪(照片：美國(guó)波士頓動(dòng)力公司)

隨著越來(lái)越多的國(guó)家選擇立即拆除退役核設(shè)施，機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、人工智能(AI)和其他新興數(shù)字技術(shù)已經(jīng)在幫助推進(jìn)全球核退役項(xiàng)目，并將在該領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。設(shè)施。

為了幫助高效地完成工作并降低風(fēng)險(xiǎn)(包括金融和輻射風(fēng)險(xiǎn))，各國(guó)正在轉(zhuǎn)向虛擬現(xiàn)實(shí)和 3D 模擬等高科技工具——隨著幾座老化核電站的出現(xiàn)，這一趨勢(shì)在未來(lái)幾年內(nèi)將會(huì)加劇。和其他核設(shè)施逐步退役。

Mikhail Chudakov 表示：“無(wú)論是在日本福島第一核電站等事故現(xiàn)場(chǎng)工作的抗輻射機(jī)器人，還是用于更好地規(guī)劃退役核電站拆除工作的 3D 模型，核退役行業(yè)越來(lái)越發(fā)現(xiàn)自己處于技術(shù)創(chuàng)新的前沿。”國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)副總干事兼核能司司長(zhǎng)。“這些技術(shù)為規(guī)劃和實(shí)施項(xiàng)目提供了重要的見(jiàn)解，特別是在對(duì)人們可能存在風(fēng)險(xiǎn)的情況下，從而有助于確保這些工作安全有效地進(jìn)行。”

從歐洲到亞洲和美洲，利用尖端技術(shù)克服獨(dú)特挑戰(zhàn)和推進(jìn)退役項(xiàng)目的例子比比皆是。挪威能源技術(shù)研究所(IFE)是這一趨勢(shì)的前沿組織，該研究所于 2019 年成為原子能機(jī)構(gòu)合作中心，重點(diǎn)支持原子能機(jī)構(gòu)和成員國(guó)在核退役知識(shí)管理數(shù)字化方面的活動(dòng)。IFE 率先使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)來(lái)支持核環(huán)境中的維護(hù)和退役。

IFE 研究經(jīng)理 István Sz?ke 表示：“這些技術(shù)用于培訓(xùn)工作人員，包括輻射可視化方面的培訓(xùn)，以便他們了解放射狀況。” “IFE 專業(yè)知識(shí)的核心是將核資產(chǎn)的 3D 數(shù)字模型與物理和人工智能模型(包括實(shí)時(shí)輻射物理模型)相集成。這意味著輻射可視化背后存在真實(shí)的物理原理，輻射傳輸模型可以計(jì)算，例如，待拆除設(shè)備周圍環(huán)境中存在的輻射水平，并將其可視化以用于規(guī)劃和培訓(xùn)目的。” 這種做法現(xiàn)在在退役計(jì)劃中變得越來(lái)越普遍，包括動(dòng)力堆和研究堆以及燃料循環(huán)設(shè)施的拆除。

最近，IFE 支持國(guó)際合作，旨在建立模塊化、集成的信息管理系統(tǒng)，用于整個(gè)退役過(guò)程。這涉及構(gòu)建基于 3D 掃描和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 的集成系統(tǒng)，或生成包含 3D 放射學(xué)和其他數(shù)據(jù)的建筑信息管理 (BIM) 模型。這樣的模型或設(shè)計(jì)管理所有信息，與放射物理模型和其他系統(tǒng)集成，并將它們?nèi)空系揭粋€(gè)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)支持將放射風(fēng)險(xiǎn)降低到“合理可達(dá)到的最低水平”(ALARA)的原則。

數(shù)字模擬和 3D 建模也已成功應(yīng)用于意大利和斯洛伐克的退役項(xiàng)目。意大利國(guó)家退役和放射性廢物管理公司 Sogin 使用 3D 模型和模擬來(lái)幫助準(zhǔn)備反應(yīng)堆拆除和管理產(chǎn)生的廢物流。斯洛伐克核與退役公司 (JAVYS) 在拆除該國(guó) Bohunice A1 和 V1 核電站的動(dòng)力反應(yīng)堆組件時(shí)采用了 3D 模型和模擬。與 IFE 一樣，Sogin 和 JAVYS 作為 IAEA 退役和放射性廢物管理合作中心與全球核界分享知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

當(dāng)前的一個(gè)相關(guān)趨勢(shì)是機(jī)器人技術(shù)的使用增加。這可以降低人員的風(fēng)險(xiǎn)，使他們能夠遠(yuǎn)離用于操作組件的工具進(jìn)行工作，并提高效率，因?yàn)樽灾骱瓦h(yuǎn)程操作的機(jī)器人能夠更好地進(jìn)入難以到達(dá)的區(qū)域并在其中工作。攜帶傳感器和 3D 系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人越來(lái)越多地用于掃描設(shè)施并收集可用于構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng) 3D 模型的數(shù)據(jù)。“目前該行業(yè)非常緊迫的目標(biāo)之一是研究如何使用 AI 將 3D 掃描(現(xiàn)在很容易生成)轉(zhuǎn)換為智能 BIM 模型，”Sz?ke 說(shuō)。“與此相關(guān)的是設(shè)施‘數(shù)字孿生’的開(kāi)發(fā)，它可用于支持復(fù)雜系統(tǒng)的退役，

2022年，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)發(fā)起了一項(xiàng)全球倡議，旨在增強(qiáng)新興技術(shù)在核設(shè)施退役中的作用。該倡議是參與退役規(guī)劃或?qū)嵤┘跋嚓P(guān)研究活動(dòng)的組織之間的合作項(xiàng)目，旨在提供有關(guān)退役數(shù)據(jù)管理、規(guī)劃、許可和實(shí)施中使用的新興數(shù)字工具和技術(shù)的信息。

“該項(xiàng)目的目的是利用參與退役的各種組織的專業(yè)知識(shí)，充分發(fā)揮新技術(shù)和新興技術(shù)的潛力，”國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)核燃料循環(huán)和廢物技術(shù)司司長(zhǎng)奧琳娜·尼古拉丘克(Olena Mykolaichuk)說(shuō)。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)將于2025年在一份報(bào)告中發(fā)布項(xiàng)目調(diào)查結(jié)果，包括從多個(gè)國(guó)家獲得的經(jīng)驗(yàn)信息，旨在進(jìn)一步支持世界各地成功的退役項(xiàng)目。