IAEA推動核設施除役倡議以促進技術突破
2022年9月24日
Patrick O’Sullivan, IAEA核能處
Nicholas Watson, IAEA核能處
核子設施數位分身(digital twin)的範例，使能夠即時的代表改變的環境(照片：Sellafield Ltd.)
IAEA曾提出瞄準在新穎且新興的核設施除役技術角色之全球倡議，因為工業界尋求精簡處理過程，以面對超過200座停機待除役之核電廠機組，以及全世界預期在未來幾十年亦將淘汰的438座運轉中機組。
該倡議---是一個涉及除役規劃或執行及相關的研究活動組織的合作計畫---瞄向提供新穎且新興的數位工具與技術等資訊，包括在除役所使用的數據管理、規劃、申照與執行。如許多核能部門領域一樣，除役面對著涉及使用前沿技術如人工智慧(artificial intelligence, AI)、自動化及數位化的技術突破。在這領域的關鍵議題亦將在國際核子除役研討會被討論，該會議將於2023年5月在IAEA總部舉行，摘要與報名必須在2022年10月31日前送出。
該計畫的目標是共同合作，以駕馭著各種各樣範圍涉及除役組織的專業，全面地了解在這個領域的新穎且新興技術的潛能” Olena Mykolaichuk說，他是IAEA核燃料循環及廢棄物技術組(Division of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology)組長。”該計畫的發現將出版在2025年報告中，包括有來自各不同國家的實務應用與案例研究，並基於不同範圍除役挑戰複雜度與各種水平的資訊，所獲得的經驗。
雖然許多核能反應器正在延長運轉年限中，然可考慮的除役工作也仍在進行中，並預期將在電廠到達其有用及可經濟運轉結束後取代之。除役的有效管理對核能的永續性是重要的。
根據IAEA的預期，預計到2030年，以2020年的核能電力生產容量，有12%至25%將要退役。截至目前，全球共有203部核能反應器已經停機待除役；其中，有21部已完全除役。此外，有超過150座核燃料循環設施及450部研究用反應器已經被除役。
除役是需多樣式訓練技術的過程，一般對核電廠會持續10年或更久，且對重大的核燃料循環設施可能需幾十年，或採用延遲拆除的方法。這包括有如核設施與其鄰近地區的實體本身及放射性特徵，以及電廠與建物結構的除污與拆除，最後是為了某些其它目的場址再使用等活動。所以，它必須被安全地、在成本效益及對環境敏感度，以及考慮這個廠址未來使用的謹慎態度下來執行。
數位化被預期藉由啟用專家來改善他們的規劃與執行，將在先進的核除役計畫裡，扮演一個更重要角色。潛在的效益跨在幾個活動的領域：群聚以提供改善方法、分析與展示需要去規劃的拆解策略；透過啟用在虛擬環境下對所規劃活動的模擬來強化運轉員訓練；支持準確定義未來增加的廢棄物量及改善成本估計；以及啟用改善除役情節的可視化。以上對於運轉員與外部利害關係人兩者均適用。
數位資訊模式的應用在有關設施真實的配置及可能涉及危害的相關不確定度，將為較老的設施除役帶來顯著的利益” Mike Guy說，他是英國Sellafield Limited公司除役技術及資訊經理，本會議是由他來主持。”這個合作計畫亦將考慮數位化如何能被應用在這設施，去面對一個計畫從規劃、申照、拆解與廢棄物管理個階段的不同狀況下，使得這些所獲利益能最適化”。
本計畫包括有三個合作領域的進程，工作組曾經建立數位工具選項，在規劃與執行期間因應各種不同的除役挑戰；為了將非結構化遺留資料轉換為連結到設施數位化模型結構化格式；以及對從包括使用自動數位工具得來的點雲數據所產生詳細數位模型之新興技術。
此外，相關於與使用不同技術來處理不同情況，在挑戰、利益與限制的資訊交換上，工作組將應用不同的方法來處裡特定的挑戰，並將依據由使用不同方法與技術所得到的發現，進行詳細的分析。
3D模型與模擬來強化不同型式核設施拆除準備，將在全球除役計畫中更廣泛地被使用，特別在主要專案裡，這些包括由曾被指定為IAEA除役合作中心的組織所執行的計畫。這些組織包括有挪威能源技術研究院(Norway’s Institute of Energy Technology, IFE)；斯洛伐克核能及除役公司(Slovak Nuclear and Decommissioning Company, JAVYS)；義大利除役及放射性廢棄物管理公司(Italy’s Decommissioning and Radioactive Waste Management Company, SOGIN)，法國電力公司的除役及廢棄物管理董事會(Electricité de France’s Decommissioning and Waste Management Directorate, EDF-DP2D)；以及日本原子力局(Japan’s Atomic Energy Agency, JAEA)。
為持續除役的資訊交換，IAEA將於明年(2023)5月召開的國際核設施除役研討會『說明過去及確保未來』，此論壇將提供分享各國除役專案在成果、挑戰與經驗回饋及使能與強化安全、保安和成本效益履行的策略和方法等方面的論壇。
該研討會將包括一特別的會議，內容主要在強化除役效度與效率，並含最新方法及來自其他工業界好的實務作法與技術。另外，還有一展覽會，包括有展示除役發明的主題，特別地在數位化、人工智慧與機器人等，亦為研討會的一部分。