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保障技术的演变发展

Jennifer Wagman, Teodor Nicula-Golovei

下一代切伦科夫观察装置。 (图/国际原子能机构D.Calma)

国际原子能机构保障基于各国提供的信息资料、原子能机构保障视察员开展的视察以及其他保障相关信息资料。在技术进步的推动下,用于收集和处理这些信息资料的工具不断发展。60多年来,国际上为发展这些技术所做的努力使核保障视察员和分析员能够核查核材料和核技术仍处于和平利用中。

“人工智能、机器人技术以及辐射探测和卫星图像领域的技术进步,已开始对国际保障的执行产生积极的影响,”原子能机构保障外联协调官员Carrie Mathews说,“技术进步使视察员能够更好地利用他们在现场的时间,专注于视察,而不是编写报告或执行其他重复性任务。”

技术进步可以提高原子能机构实施执行的有效性和效率,以下是技术进步的一些实例。

卫星图像

为了执行保障,原子能机构收集和评价广泛的保障相关信息资料,以核查各国履行核不扩散义务情况。这包括从公开来源收集的信息,如商业卫星图像。原子能机构国家基础结构分析处处长Marc Lafitte表示,“商业卫星图像分析补充了各国提供的信息,已成为核查各国申报情况的重要手段。”卫星图像分析通常用于以下保障活动:

•  核查各国所提供的信息的正确性和完整性;

•  协助规划现场活动;

•  检测核燃料循环相关场所的变化并监测其活动;

•  确定可能存在的未申报活动。

近年来,卫星图像分析能力已显著提高。除了越来越多的地球观测卫星提供光学图像外,商业成像雷达、新型红外传感器和卫星视频都加强了分析过程。这些与新技术相关的图像来源使分析员能够对核相关设施进行深入评价,从而支持国家评价过程和更有效地满足原子能机构的核查要求。

机器人技术

在乏核燃料水池中对机器人式切伦科夫观察装置进行测试。 (图/国际原子能机构) 

2019年,原子能机构组织了一次机器人挑战赛,促进了机器人式切伦科夫观察装置(RCVD)的发展。机器人式切伦科夫观察装置是一种用于核查乏燃料水池中所贮存的乏核燃料棒的自动化水面工具。2022年,原子能机构宣布已圆满完成对机器人式切伦科夫观察装置的首次现场测试。这种浮动式机器人一旦获准用于保障核查,将能够推动自身穿过乏燃料水池表面,并提供乏燃料产生的切伦科夫辉光的高质量图像。机器人式切伦科夫观察装置将减少核查乏燃料水池中乏核燃料所需的时间,更易于核查难以进入的区域。

原子能机构技术预见专家DimitriFinker表示:“我们希望这一解决方案不仅能提高测量的准确性,而且能提高核查的效率,对原子能机构和核设施营运者都是如此。”

人工智能与机器学习

原子能机构运用新技术的一个最新实例是基于学习的算法,即所谓的神经网络,或更通俗的名称,人工智能和机器学习。

人工智能和机器学习的使用,可以将日常流程自动化,支持人为决策,以及通过识别错误确保数据的质量和真实性,从而使分析员和视察员专注于最高价值的活动。

原子能机构分析员审查通过多种来源收集的大量数据。其中一个来源是视频监视。2021年,原子能机构在世界各地的核设施中部署了1300多台监视摄像机。这些摄像机全天候工作,提供对核材料和核设施了解的连续性,使保障视察员能够核实是否有未经申报获取核材料情况和核设施被滥用情况。在大多数情况下,多个监视摄像机系统在运行,产生大量的数据,需要视察员进行审查。人工智能为下一代监视审查软件提供了基础,能够对这些数据进行有效的分析。

除了监视数据审查,人工智能和机器学习能够加强对多个信息源的收集、整合和分析。借助人工智能,关于设施设计和核材料衡算的国家申报信息、视察期间收集的信息以及与保障相关的开源信息可以得到更高效的分析。人工智能还可以检测和应对信息安全事件。原子能机构使用集成了人工智能的商用工具来应对网络威胁、设备篡改,以及对敏感信息进行认证和加密。

随着核技术的进步,保障技术也在不断发展。新技术的发展即将到来,原子能机构正在积极探索创新型技术如何助力其核查任务。

 

2022.10
Vol. 63-3

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