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普渡大学:人工智能监测核反应堆裂缝,让核能更安全

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普渡大学:人工智能监测核反应堆裂缝,让核能更安全

普渡大学:人工智能监测核反应堆裂缝,让核能更安全

普渡大学的工程师发现,AI可能是跟踪核反应堆裂缝的最佳方法。 保持这些反应堆的安全性对于实现核能的潜力非常重要。


Naïve Bayes 神经网络

普渡大学的工程师正在开发一个新的AI系统,用于保持核反应堆的安全。研究人员在《IEEE Transactions on Industrial Electronics》杂志上发表了论文,介绍了一种叫做naïve Bayes的卷积神经网络的深度学习框架,通过分析单个视频帧可以有效地识别反应堆中的裂缝。该方法或将提升核反应堆安全检查的安全性。

普渡大学莱尔斯土木工程学院助理教授穆罕默德·贾汉沙(Mohammad Jahanshahi)在新闻发布会上说:“定期检查核电站组件是保证安全运行的重要因素。 但是,目前的做法既费时又乏味,而且非常主观,需要人类技术人员检查视频,以确定反应堆的裂缝。”

普渡大学的人工智能系统通过使用大约300,000个裂缝和无裂缝补丁的数据集进行训练,通过查看反应堆的视频图像来工作,这些反应堆经常被淹没在水下以保持冷却,这样的情况让手动检查更为困难。人工智能扫描每个视频帧的重叠“补丁”裂缝。使用数据融合算法从一帧到另一帧跟踪每个裂缝。

Jahanshahi指出:“数据融合带来了比其他方式更可靠的决策。”他指出,他们的AI在识别裂缝方面取得了98.3的成功率,远高于当今最先进的方法。

可再生能源的“圣杯”

随着全球持续探索更多的可再生能源,核能已经成为一种选择。核能作为替代能源日益受到关注的一个原因是,它没有太阳能和风能的常规限制,后两者都需要合适的发电条件。然而,许多人认为核能的最终目标是利用可再生能源的所谓“圣杯”:核聚变。

虽然研究人员在稳定和维持一个聚变反应方面取得了相当大的成功,但是我们还需要一段时间才能安全地利用这种方式来满足我们的日常能量需求。

目前我们可以获得的核电是以核裂变的形式出现的,世界各地的研究人员正在努力改进。专家们已经开始使用熔盐核反应堆;先进的核反应堆使用流体而不是固体,这意味着盐既可以作为燃料也可以作为冷却剂。

普渡大学开发的安全系统可以帮助加强公共支持,理想情况下,该系统可以让核能源开放为替代能源。自从1986年发生切尔诺贝利灾难以来,99个重大核电事故中有56个发生在美国(一个核电占发电量20%的国家)。

Jahanshahi解释说:“这些事件背后的一个重要因素是功能损坏,导致泄漏。 上述十九起事件涉及损坏或泄露,耗资二十亿美元。老化退化是导致由开裂,疲劳,脆化,磨损,侵蚀,腐蚀和氧化引起的功能损失和安全损伤的主要原因。

因此,保证核能安全,是保证我们更广泛地采用这一最可再生能源的重要一步。核能也将缓解气候变化和全球变暖的威胁。

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