当人工智能与核结合：中国核动力院的创新之路

当人工智能与核结合：中国核动力院的创新之路

当人工智能遇上核能，会碰撞出怎样的火花？中国核动力研究设计院（以下简称“核动力院”）用实际行动给出了答案。从2012年开发核电站松动振动远程智能诊断软件，到2023年获得四川省科技计划揭榜挂帅项目，核动力院在人工智能领域持续深耕，取得了多项突破性成果。

从故障诊断到智能计算：核动力院的AI之路

早在2012年，核动力院反应堆故障诊断学科带头人刘才学就意识到，在核电站的故障诊断领域，仅靠人力是远远不够的。当时，他们服务的机组超过20台，分散在各地，如果每一个机组都派专人去做故障诊断，无论是时间、精力，都是巨大的成本。为此，刘才学和他的团队开始着手开发核电站松动振动远程智能诊断软件。这是核动力院最早与人工智能这个概念的“亲密接触”。

时间来到2015年，国务院印发了《中国制造2025》，明确了9项战略任务和重点，都离不开人工智能的参与。核动力院也紧跟国家政策导向，开始在人工智能领域布局。2016年，谷歌研发的人工智能AlphaGo对战世界围棋冠军李世石，以4:1的“碾压之势”取胜，核动力院也借此契机，将人工智能的应用提上日程。

关键突破：求解反应堆物理方程

2020年，刘东争取到了院所的配套政策和资金支持，成立了“核工业人工智能前沿科技创新工作室”，组建AIDING团队，在核工业软件、人工智能、高性能计算、数字仿真等交叉学科领域进行前沿创新科技攻关。

很快，工作室就有了实打实的突破——人工智能方法求解反应堆物理方程。这个“突破”包含了中子输运方程与扩散方程。如果我们把反应堆堆芯想象成一张照片，传统的求解方法只能把照片的分辨率调整到“高清”，再想放大看细节，就只能变成模糊的像素点。核动力院率先求解了多维扩散方程和非临界系统输运方程，在人工智能的加持下，使得这张照片获得了“无限像素”。可以被放大到任何精度，也就是说，相关人员可以对堆芯情况进行更加精准的刻画，对未来了解复杂堆芯数据有了莫大的帮助。

应用拓展：从“售前”到“售后”的全方位覆盖

核动力院不仅让人工智能在基础运算方面一展所长，很快，它也被应用在更多项目实践中，控制棒驱动机构故障诊断与寿命预测就是其中之一。控制棒驱动机构是直接影响核反应堆正常运行和安全可靠的关键设备之一，传统故障诊断与寿命预测的方法只能基于已有数据，精度有限，而人工智能的加入，让检测实现了“自适应”，通过对以往数据的不断学习，即使传感器出现了从未有过的信号，也能第一时间做出分析和判断。“如果说做运算是核电站的‘售前’，故障诊断就是‘售后’”，刘才学说，人工智能的加入，让核动力院的“售前”与“售后”都登上了新的台阶。

展望未来：从四川到全国，再到世界

2023年，随着人工智能的进一步兴起，核动力院通过基础科研稳定支持项目再度投入500万元资金。“如饥似渴、雪中送炭”，刘东用了这两个词来形容当时的心情。自此，核动力院的人工智能研究从原来的物理领域拓展到了热工领域、数据同化等方向。打好了这些基础，人工智能技术可以辐射整个核动力院20多个专业。

不仅在院内如火如荼，核动力院还将这股人工智能热浪席卷全川。AI FOR SCIENCE是世界前沿科学，在世界范围内可供搜索的公开文献中，关于人工智能求解输运方程的研究少之又少。如果这是一场长跑，核动力院拥有了起码一个身位的领先。人工智能之势浩浩汤汤，核动力院看到了，四川省更看到了，与之相关的揭榜挂帅项目应运而生。凭借着技术上的领先，刘东带领的AIDING团队在一众竞争对手中脱颖而出，以第一名的成绩揭榜。在这个项目中，将依托人工智能技术，解出7类共性方程和4类核领域相关方程。这也意味着，核动力院的研究成果不仅对自己的工作有所增益，在不久的将来还将反哺整个四川、全国，乃至世界的科学界。

核动力院在人工智能与核工业相结合的未来之路上打算怎么走，“中核集团核能软件与数字化反应堆工程技术研究中心”这块牌子或许已提供了答案。作为授牌的研究中心，核动力院正潜心智能科学计算与数据建模系统，推动核动力数字计算和软件实现代际更迭。人工智能与核结合，其时已至、其势已成，核动力院将顺势而为，乘势而上，助力中国核动力事业“第四次创业”，成为一个伟大时代的精彩注脚。