导读

近日国家八大部委联合在北京召开“第四届中国科研信息化发展研讨会”。作为核能领域唯一特邀报告，来自中科院核能安全技术研究所的吴宜灿研究员的《核能信息化与虚拟核电站应用实践》成为会议亮点之一。

吴宜灿提出，“数字反应堆是核能信息化的技术核心，核能信息化科研协同平台是实现协同创新、高效管理的关键手段，虚拟核电站是核能发展的必然趋势。”

图为会议现场

实验手段VS模拟手段

传统的核能安全研究会进行系列的反应堆实验，这些实验特别是严重事故情况下的现象学研究，往往囿于条件限制无法直接开展，而且耗资巨大。

近几十年来相关实验技术都进展缓慢，相比之下，数值模拟技术正突飞猛，计算机性能的不断提高使得先进的建模与仿真成为了可能，在过去十年，理解复杂系统的行为逐步转换到新科学方法“建模与仿真”方向上。

数字反应堆技术及其未来

仿真模拟能够极大降低设备的成本，有效缩短研发周期，同时使研究人员能更好的识别和理解其物理现象，这对于设计验证和评估非常重要。

目前核能领域科研人员正研究一套新的仿真工具，即核能数字反应堆技术，来预测、仿真 和分析核电站的运行特性、可靠性及经济性。

数字反应堆技术引起了各国科研人员广泛关注，许多国家都已投入大量资源进行数字反应堆相关研究工作，如美国的 CASL 和 NEAMS 项目，欧洲的 NURESIM项目，不惜斥巨资来打造核反应堆的数字仿真平台。中国科学院核能安全技术研究所 FDS 团队早在上世纪 90 年代开始也启动开展相关研究。

近年来在核电“走出去”的战略下，中核、广核、国核集团也逐步试图在相关领域开展相关分析软件的研发工作。

虚拟核电站=数字反应堆+？

得益于信息技术的发展，越来越多的数据信息可以被利用，如地震数据、气象数据等。吴宜灿表示，“虚拟核电站是深度融合数字反应堆与核能信息化科研协同技术，实现数字社会下核电站全范围、全周期模拟，保障核电设计全局优化， 实现全方位安全评价与风险控制。”

吴宜灿也指出，“当前虚拟核电站技术依然存在很多的研究挑战，例如多物理多尺度耦合计算方法、大数据的去冗降噪技术、海量数据的处理和存储技术以 及可视化技术等。”

据了解中科院核能安全研究所长期致力于新一代信息技术与核能领域的深度融合，在虚拟核电站的应用实践等方面开展了大量工作。自上世纪 90 年代起投入 900 人年坚持体系化的自主知识产权核能软件研发，相关软件已在 80 多个国家数百家知名科研设计单位获得广泛应用，包括美国四大国家实验室和中国三大核电集团。