商研良語－核除役降輻射 數位科技幫大忙

自動化遠端操作機器人能夠更容易進入難以觸及的區域並進行工作，不僅能提高效率，還能降低工作人員的操作風險。圖／美聯社

隨着越來越多的國家選擇立即拆除除役的核設施，機器人、無人機、人工智慧（AI）、混合實境（AI、XR）和三維（3D）模擬等新興數位科技將在該領域發揮越來越關鍵的作用。

無論是在日本福島第一核電站等事故現場工作的抗輻射機器人，還是用於更妥善規劃除役電廠拆除的3D建模，核除役部門越來越意識到自身處於技術創新的前沿。這些技術可爲規劃和實施項目提供極其重要的見解，特別是在可能對人有風險的情況下，從而有助於確保這些工作安全有效地進行。

■使用前沿技術

輻射也可視覺化

從歐美到亞洲，利用前沿技術克服獨特挑戰和推進除役項目的例子比比皆是。例如，挪威能源技術研究所便是處於這一趨勢前沿的組織，它於2019年成爲原子能總署（IAEA）協作中心，專注於支持原子能機構的活動和成員國核除役知識管理的數位化。該研究所已率先使用虛擬實境系統支援核環境中的維護和除役作業。

這些技術還可用於培訓工作人員，包括輻射視覺化培訓，使他們瞭解輻射狀況。能源技術研究所研究經理Istvan Szoke表示，能源技術研究所專業技術的核心是將覈資產的3D數位模型與包括即時輻射物理模型和AI模型結合起來，提供了重要的技術基礎。

這意味着輻射視覺化的背後是實際物理學，例如，輻射傳輸模型可計算待拆除設備周圍環境中存在的輻射水準，可對其視覺化，用於規劃和培訓目的。這種做法目前在除役計劃中越來越普遍，包括在覈能電廠和研究器廠的除役以及燃料循環設施的拆除方面。

最近，能源技術研究所還支援國際協作以建立整個除役過程中使用的模組化綜合資訊管理系統。這包括建立一個基於3D掃描和電腦輔助設計的綜合系統，或製作包含3D放射學和其他資料的建築資訊管理模型。這種模型或設計可管理所有資訊，與放射物理模型和其他系統集成並將它們全部整合到一個系統中，以支援將放射性風險降到「合理可行儘量低」的原則。

義大利和斯洛伐克的除役專案也成功地使用了數位化模擬和3D建模。義大利負責除役與放射性廢物管理的國有核電管理公司（Sogin）利用3D模型和類比說明爲反應堆拆除和廢物流管理做準備。斯洛伐克核和除役公司（JAVYS）在拆除該國博胡尼斯A1和V1核電廠部件時採用了3D模型和類比。

■機器人深入「核區」

降低真人操作風險

當前的一個相關趨勢是增加使用機器人技術。由於自動化遠端操作機器人能夠更容易進入難以觸及的區域並進行工作，不僅能提高效率，還能降低工作人員的操作風險。攜帶感測器和3D系統的移動機器人更常被用來掃描設施和收集資料，這些資料可用於構建場地的3D模型。

Szoke指出，目前非常緊迫的目標之一，是研究如何使用AI將現在很容易製作的3D掃描轉化爲智慧建築資訊管理模型。「與此相關的是設施『數位孿生』開發，它不僅可以用來支援複雜系統的除役，而且可以搭建設施整個壽期的知識。」

3D電腦輔助設計（CAD）、模式識別、無線通訊和通過雲端共用資料等技術已被用來改進除役過程。使用雷射技術（或照片和視頻）的3D成像可能很快就會直接轉換爲CAD系統。當前利用AI能力已可以使機具從類比的3D模型中，識別出廠房設施經變化後的場地佈局改變情況（指核電廠運轉期間的改善工程後的裝備系統變化），然後進行自動拆卸和材料處理。

Hitachi-GE Nuclear Energy已爲日本除役專案創建一個新的除役工程平臺,使用3D工廠模型，以準確計算作爲放射性廢物管理的材料數量，同時以該系統評估作業人員的輻射劑量、人力工時數和拆除產生的放射性廢料數量、拆除程序資料和殘餘放射性。

■國際協作與知識分享

確保核除役安全性

在2022年，IAEA發起了一項旨在加強新技術和新興技術在覈設施除役中作用的全球倡議。該倡議是參與規劃或實施除役和相關研究活動的組織之間的合作專案，旨在提供用於除役資料管理、規劃、許可證審批和實施的新興數位工具和技術的資訊。

IAEA核燃料循環和廢物技術司司長Olena Mykolaichuk表示：「該專案的目的是利用參與除役的各種組織的專門知識，充分發揮新技術和新興技術的潛力。」IAEA將在2025年的一份報告中發佈該專案成果，包括從幾個國家獲得的經驗資訊，以進一步支援世界各地成功實施項目除役。

新興數位技術在全球核除役中扮演關鍵角色，通過應用混合實境、虛擬實境、3D建模和機器人技術，提高工作效率並降低風險。

各國機構通過協作和知識分享推動核除役領域的發展，確保核除役工作的安全性和有效性，實現放射性風險的降低。