美國核監管委員會(NRC)反應堆安全保障咨詢委員會(ACRS)對NRC的安全研究計劃進行了三年一度的審查與評估。審查涵蓋了NRC核監管研究辦公室的11個研究項目，重點審查其研究計劃是否能滿足當前和未來NRC的監管需求，并評估研究計劃對NRC完成其使命的作用與影響。

總體觀察與建議

反應堆安全保障咨詢委員會認為NRC的安全研究計劃專業覆蓋面均衡，在深度和廣度上能夠繼續滿足NRC監管決策的預期需求，以應對未來三至五年的主要監管挑戰：具體包括許可證二次更新、高燃耗高富集度燃料的使用以及先進非輕水堆的許可申請等，并使NRC員工保持核心技術能力，為新興技術的許可審查做好技術儲備，有力支撐NRC向更高效的風險指引型監管者轉型。

在聚焦與溝通方面， NRC核反應堆監管辦公室與核監管研究辦公室溝通協作順暢，且核監管研究辦公室能精準對接前者的需求，推動研究聚焦監管使命，為NRC監管決策及安全審評提供具可操作性且具有顯著影響的成果。

在業界協作方面， 研究人員深度參與美國電力研究院、美國機械工程師學會及電氣電子工程師學會等機構的同類研究活動，既有助于科研團隊把握行業動態，也讓業界了解未來許可申請的監管需求;同時避免重復性研究，從監管角度開展必要的驗證性研究。

在專業發展方面， 研究計劃中的各個研究項目協助NRC員工深入了解行業前瞻技術(如人工智能/機器學習應用于監督、數字孿生、先進制造及新堆型技術等)，既能積累實用經驗和專業知識，又能支持長期職業發展以及NRC的知識管理。例如，三級概率風險分析(PRA)及非堆風險應用研究等項目，為NRC向風險指引型監管轉型及在動力堆以外領域運用風險決策提供了獨特見解與海量風險數據。

在成果轉化方面， 核監管研究辦公室的研究計劃已對NRC的監管決策產生實質影響，并在以下技術領域減少了不確定性：

• 通過MELCOR嚴重事故計算為源項提供技術基礎，支持監管導則1.183的修訂;

• 運用核監管研究辦公室開發的非輕水堆系統分析工具開展初步計算，為Kairos Hermes等先進堆提供監管決策支持;

• 在核行業計劃使用高燃耗高富集度燃料且NRC推進相關法規制定之際，及時整合燃料破損數據庫，強調潛在安全問題;

• 通過人因研究明確《聯邦法規》第53部分對操縱人員培訓的要求;

• 厘清高能電弧故障相關安全隱患，推動降低此類風險的維護與設計改進。

此外，核監管研究辦公室還對當前研發活動提出未來行動建議 ：

• 數字孿生、人工智能與先進制造屬新興課題，受人員與預算所限，建議加強與這些領域優勢機構的合作，以積累足夠技術知識與專業能力，確保監管決策的科學性;

• 應充分利用三級概率風險分析的研究成果支持風險指引型決策;

• 進一步加強非輕水堆軟件程序的開發，包括支持驗證分析的校核驗證等。NRC應持續投入資源并與美國能源部協同，從而實現當前的許可審批進度表;

• 隨著高富集度燃料相關法規制定工作的推進，需同步更新輕水堆源項數據，評估高燃耗燃料破損對許可方案的影響;

• 核監管研究辦公室的“未來聚焦研究計劃”將是NRC應對未來核能系統技術動態變化并有效履行其監管使命的重要途徑。

11個研究項目的具體審查和評估結論

1. 源項相關活動

結論： 源項研究對NRC履行使命至關重要，研究聚焦核設施源項(裂變產物釋放量)的核心作用，重點涵蓋：一是高燃耗輕水堆燃料源項研究，通過MELCOR模擬證實堆芯燃耗加深不影響安全殼內源項，但需關注低壓事故場景導致的放射性釋放風險;二是針對先進反應堆開展事故進程與機理源項評估，明確關鍵物理化學現象及數據缺口;三是通過網頁平臺整合研究成果，為申請人提供系統指導。

建議： 建立可靠的源項需綜合考量放射性和化學危害物質、實驗數據支撐及氣溶膠傳輸建模，建議采用功能包容性方法分析裂變產物遷移;建議優化網頁指南，明確源項的“可接受屬性”，促進非輕水堆技術的高效審批。

2. 數字孿生

結論： 利用“未來聚焦研究項目”開展數字孿生研究有助于應對未來監管審批需求，當前研究范圍適當，能有效識別技術挑戰并支撐未來標準和導則的制定。

建議： 重點關注網絡安全、模型精度驗證及離線/在線應用場景評估，加強與在該領域擁有更多專業知識和資源的機構合作，持續跟進技術進展，并建議優先開發標準化解決方案與用戶友好界面。

3.材料采集

結論： 材料采集研究雖成本高昂且缺乏系統性，但對驗證材料實際性能具有重要價值。主要問題包括：采集材料的相關文檔缺失，導致數據溯源困難;應關注電纜接頭的老化管理;應通過研究優化老化預測模型。

建議： 加強材料檔案的全生命周期管理，并將研究成果用于改進行業數據庫和監管評估。

4.三級概率風險評估

結論： 該研究項目是NRC迄今最全面的風險研究，涵蓋內部事件與外部災害。研究揭示了技術局限性、FLEX策略范圍不足及關鍵不確定性等問題。

建議： 應優先確保概率風險評估文件及時發布，其成果將為采用“現代化許可”框架的先進反應堆審批提供重要技術支持，特別是在場址綜合風險、不確定性處理及模型限制方面，有助于強化未來反應堆設計的安全審查，并可用于測試風險指引型框架。

5.非輕水堆風險評估與人因

結論： 該研究項目設置合理，重點關注火災風險、風險指引型決策方法及可擴展的人因工程三大領域，能有效應對與非輕水堆相關的風險評估及風險指引決策制定帶來的挑戰。研究已設定了明確的里程碑節點，研究成果將直接影響許可審批。

建議： 繼續按既定里程碑推進，加快完善非輕水堆概率風險評價標準體系，制定被動系統可靠性評估方法，并推動建立適用于先進反應堆的風險指標。同時應持續利用國際實驗設施驗證人機交互新技術，確保風險指引決策兼顧有限運行數據與工程判斷，為未來審批提供有效支撐。

6.人工智能(AI)

結論： NRC通過成立AI工作組、舉辦公開研討會及開展探索性項目，有效跟蹤AI技術發展。當前工作雖有助于把握AI核能應用潛力，但需制定更系統的技術發展路線圖。

建議： 加快編制AI在核安全領域應用的技術導則，明確算法驗證與人機協作標準，并重點關注AI倫理與網絡安全風險;繼續與美國國家標準與技術研究院等機構合作，將AI風險管理框架融入監管體系，為未來核設施智能化審批奠定基礎。

7.燃料碎片化、遷移和擴散(FFRD)

結論： 研究指出燃耗高于55GWd/MTU且包殼應變大于3%時，在失水事故中(LOCA)存在碎片化、遷移和擴散風險。當前實驗數據存在顯著不確定性，主要因為測試條件與輕水堆實際工況存在差異。

建議： 應采用風險指引型方法，結合事件發生概率與FFRD后果建模評估，并通過燃料管理策略限制堆芯高燃耗燃料位置。建議改變現有事故分析范式，在提高富集度法規制定中充分考慮FFRD影響，采用最佳估算方法替代傳統保守分析。

8.先進制造技術

結論： NRC對先進制造技術的準備工作充分，通過技術準備與監管準備雙軌研究策略，聚焦激光粉末床融合等五種關鍵工藝。研究已完成技術差距分析并著手制定監管導則，包括無損檢測與質量保證要求。

建議： 繼續開發監管導則內容，確保NRC具備相關能力，為即將提交的許可申請提供審批支持。

9.無損檢驗和在役檢查中的人工智能與機器學習

結論： 自動化數據分析與機器學習可提升無損檢驗缺陷識別率，但完全取代人工不可行。研究證實機器學習能實現數據分類，但其效果取決于訓練數據的代表性。

建議： 采用“人機協同”模式，將自動化數據分析作為輔助工具;建立嚴格的算法驗證標準，防范行業共因故障風險，并明確該技術對新型缺陷的識別能力有限，需依靠人工持續監督。

10.非輕水堆計算機代碼開發與驗證

結論： 核監管研究辦公室在非輕水堆代碼和模型開發方面取得顯著進展，BlueCRAB等工具已具備評估主要設計的能力，為近期反應堆設計審查奠定基礎。

建議： 繼續填補代碼驗證和確認數據集的不完整性;優先建立規范化知識管理體系，確保代碼可持續利用，加強數據保存與國際合作填補關鍵數據空白，并推動代碼與現代評估模型融合，以支持基于不確定性的風險指引型決策。

11.高能電弧故障

結論： 高能電弧故障風險，特別是含鋁組件開關柜的風險高于既往認知;研究改進了火災風險建模技術，并形成了能有效降低故障發生率的維護實踐建議;確認配電系統設計是主要風險因素。

建議： 將此類電氣設計見解納入先進反應堆審查導則，并推廣此類風險指引型問題解決方法在其他監管場景的應用。