核能领域迎来人工智能深度赋能里程碑

2025年7月15日，在由中国科学院主办、中国核学会协办的“先进核能与人工智能融合发展论坛”上，中国科学家团队正式向全球发布了“AI for ADANES”核能智能化体系技术路线。这是人类首次将人工智能系统性地嵌入加速器驱动先进核能系统（ADANES）全生命周期，标志着核能技术正式迈入“AI原生”时代。

技术突破：AI重塑核能“智慧大脑”

ADANES是我国自主研发的第四代先进核能系统，核心原理是利用加速器产生的高能质子束轰击散裂靶，产生中子驱动次临界反应堆运行，实现核燃料的“增殖-嬗变-发电”一体化。该系统被国际核能界誉为“解决核废料与燃料短缺问题的终极方案”。

然而，ADANES系统包含加速器、散裂靶、次临界堆、燃料循环等数十个子系统，运行参数超过十万个，传统基于物理模型的优化方法已逼近能力极限。本次发布的“AI for ADANES”技术路线，构建了覆盖“设计-运行-监测-维护”全链条的智能化体系：

  • 智能设计：利用生成式AI和数字孪生技术，将新堆型的设计周期从传统5-7年缩短至18个月以内；
  • 自适应运行：基于深度强化学习的实时控制算法，能根据核燃料燃耗、靶材状态、电网需求等动态调整加速器束流参数，使系统效率提升15%以上；
  • 预测性维护：融合多模态传感器与图神经网络，提前72小时预警关键部件故障，将非计划停堆率降低80%；
  • 智能燃料循环：通过AI驱动的核素迁移模型，优化分离-嬗变策略，使高放射性废物量减少至原有水平的千分之一以下。

产学研协同：构筑安全高效核能新范式

发布仪式上，项目总负责人、中国科学院近代物理研究所研究员王志刚表示：“AI for ADANES不仅是一次技术升级，更是核能系统运行范式从‘人机协同’向‘机器智能驾驶’的根本转变。”他介绍，团队已建成全球首个ADANES智能仿真平台，完成了超过50万小时的AI训练验证，关键控制算法在“强流超导直线加速器”原型装置上成功完成了千小时无干预运行测试。

中国核工业集团总工程师罗琦院士在点评中指出：“该技术路线解决了核能系统中‘多尺度、非线性、强耦合’控制难题，为核电站的安全高效运行提供了全新的中国方案。尤其在应对极端工况和‘黑天鹅’事件时，AI系统的响应速度比传统控制逻辑快三个数量级。”

全球影响与产业前景

国际原子能机构（IAEA）核能司司长多米尼克·戴尔在视频贺词中表示：“中国在AI与先进核能融合领域的突破，为全球核能数字化转型提供了重要参考。ADANES智能化体系的成功，可能加速小型模块化核能系统（SMN）的商业化进程。”

据项目团队测算，该技术路线全面应用后，可降低ADANES全生命周期成本约20%，核燃料利用率从目前的不足1%提升至95%以上。目前，首座100兆瓦级“AI-ADANES示范堆”已列入国家“十五五”重大科技基础设施规划，预计2028年在甘肃酒泉开工建设。

未来展望：从核能到泛能源系统

与会专家一致认为，AI for ADANES的技术架构具有高度可迁移性。其核心即“数字孪生+强化学习+多智能体协同”的框架，未来可推广至聚变堆、熔盐堆、小型核电池等新型核能系统，甚至可为太空核动力、深海能源站提供智能化底座。

正如王志刚研究员在发布会最后所言：“我们发布的不仅是一条技术路线，更是一份面向下一个十年核能变革的解决方案。”当人工智能真正成为核能的“智慧心脏”，人类距离“清洁、安全、几乎无限”的能源梦想，又近了一步。