STUK 總部位于萬塔約基涅米。

核能治理包括從地方到國家、雙邊、地區(qū)和國際層面的復(fù)雜義務(wù)網(wǎng)絡(luò)，適用于核燃料循環(huán)的每個(gè)階段。該系統(tǒng)旨在避免中斷，重點(diǎn)是維護(hù)和認(rèn)證核材料和技術(shù)的安全、可靠和和平使用。這種分層治理系統(tǒng)會在多個(gè)司法管轄區(qū)的多個(gè)利益相關(guān)者之間產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。它還引發(fā)了對新技術(shù)的抵制，導(dǎo)致許多運(yùn)營商和監(jiān)管機(jī)構(gòu)陷入笨重、孤立的遺留系統(tǒng)以及勞動(dòng)密集型的手動(dòng)或紙質(zhì)流程。

隨著數(shù)字化和新興技術(shù)創(chuàng)造出更加豐富的數(shù)據(jù)環(huán)境，當(dāng)今的信息管理系統(tǒng)需要捕獲和保護(hù)種類更多、數(shù)量越來越多的數(shù)據(jù)，包括元數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈技術(shù)提供了解決方案，可以為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)添加審計(jì)線索，確保誰在何時(shí)對哪個(gè)文件做了什么的分布式記錄，并允許所有利益相關(guān)者驗(yàn)證今天早上、10 天前或 10 年前采取的行動(dòng)是否正確。

芬蘭輻射與核安全局(STUK)和塞拉菲爾德有限公司等組織已經(jīng)測試了區(qū)塊鏈技術(shù)，并證明它能夠提供數(shù)據(jù)認(rèn)證、透明度和不變性。

這使得廢物流完全可見，并加強(qiáng)了核材料的核算和對國家立法和保密規(guī)則的遵守。

數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)

負(fù)責(zé)放射性廢物儲存庫的機(jī)構(gòu)收集的數(shù)據(jù)必須進(jìn)行長期管理，通常超過 100 年。這些數(shù)據(jù)包括從廢物特性到環(huán)境監(jiān)測、核安全、安保和保障措施等所有內(nèi)容。

隨著一個(gè)國家核燃料循環(huán)的成熟，在退役設(shè)施、儲存庫開發(fā)以及監(jiān)管和社會審批的各個(gè)階段，數(shù)據(jù)的數(shù)量、類型和質(zhì)量都在增加，例如預(yù)選址、選址、場地特性描述、建設(shè)、運(yùn)營、預(yù)關(guān)閉和關(guān)閉。對于反應(yīng)堆中的廢燃料，這項(xiàng)任務(wù)變得更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)橐坏⑵浞胖迷诘叵?400 多米深處，就不可能對其進(jìn)行物理檢查。

對于 STUK 來說，“在保護(hù)奧爾基洛托地質(zhì)儲存庫方面，數(shù)據(jù)完整性具有重大意義。該地下設(shè)施是世界上第一個(gè)用于處理廢燃料的設(shè)施，也是第一個(gè)在核燃料循環(huán)后端應(yīng)用歐洲和國際保障措施的設(shè)施”。

在英國，核退役管理局 (NDA) 負(fù)責(zé)該國的核廢料管理。NDA 最大的運(yùn)營機(jī)構(gòu)塞拉菲爾德有限公司 (Sellafield Ltd) 擁有英國 80% 的核廢料庫存，預(yù)計(jì)到 2135 年，核廢料量將從 2019 年的 20.2 萬立方米增長到 430 萬立方米。由于核廢料追蹤過程中五分之一的步驟依賴紙質(zhì)或手動(dòng)步驟，因此，目前要定位和追蹤 NDA 資產(chǎn)中流動(dòng)的放射性廢物數(shù)據(jù)需要付出巨大努力，涉及多個(gè)參與者、孤立的數(shù)據(jù)庫和遺留系統(tǒng)。每三年更新一次英國的放射性廢物庫存時(shí)，這項(xiàng)工作就變得尤為困難。這涉及收集有關(guān) 1,300 多條放射性廢物流和 60 條放射性物質(zhì)流的信息。

伴隨核廢料數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)也在不斷增長，如果不在創(chuàng)建時(shí)捕獲，則可能難以管理。例如，廢物容器上的元數(shù)據(jù)可以表示其技術(shù)屬性、ID、訪問過的人、與傳感器/設(shè)備相關(guān)的信息(包括儀器健康和狀態(tài))，以及廢物中化學(xué)和放射性核素清單的來源和定義。

元數(shù)據(jù)可以幫助人們更輕松地找到數(shù)據(jù)，了解其來源/出處/真實(shí)性，并能夠在長期使用的寶貴數(shù)據(jù)集中實(shí)現(xiàn)可解釋的機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能。2014 年，經(jīng)合組織的核能機(jī)構(gòu)建立了放射性廢物儲存庫元數(shù)據(jù)管理 (RepMet) 項(xiàng)目，并提出了一組元數(shù)據(jù)建議，可供國家放射性廢物計(jì)劃使用，以管理和協(xié)調(diào)放射性廢物儲存庫數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行長期管理和使用。RepMet 沒有考慮數(shù)據(jù)管理的技術(shù)選擇，但 STUK 和 Sellafield UK 的區(qū)塊鏈測試確定了供應(yīng)鏈運(yùn)營和長期數(shù)據(jù)管理的好處。

區(qū)塊鏈的好處

區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际劫~本技術(shù) (DLT) 的一個(gè)子集，分布式賬本技術(shù)是指去中心化數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)庫的總稱，它可以涵蓋來自多個(gè)地點(diǎn)的廣泛參與者和數(shù)據(jù)源。這些平臺將加密、時(shí)間戳、復(fù)制和存儲加密“散列”數(shù)據(jù)到不可變的賬本中，而賬本又成為分布式參與者的唯一真實(shí)來源。

數(shù)據(jù)被附加和嵌入，使其極難被操縱，從而允許利益相關(guān)者在可信環(huán)境中進(jìn)行交互。為了提高安全性，區(qū)塊鏈上通常不存儲任何數(shù)據(jù)文件。相反，只發(fā)布哈希值和/或元數(shù)據(jù)。

區(qū)塊鏈技術(shù)通常與加密貨幣聯(lián)系在一起，這削弱了其用于跟蹤供應(yīng)鏈、流程、文檔和文件的更有用的應(yīng)用。比特幣被認(rèn)為是該技術(shù)的旗艦，是世界上第一個(gè)開放的區(qū)塊鏈;一個(gè)允許任何有互聯(lián)網(wǎng)連接的人參與數(shù)字支付系統(tǒng)的平臺。目前，大多數(shù)采用區(qū)塊鏈的企業(yè)解決方案都是私有的、許可的系統(tǒng)，限制相關(guān)利益相關(guān)者的訪問和驗(yàn)證共識。事實(shí)上，愛沙尼亞政府在 2008 年 10 月發(fā)布比特幣白皮書之前就已經(jīng)在開發(fā)第一個(gè)許可的區(qū)塊鏈平臺。

從那時(shí)起，私有、許可和混合(公共和許可的混合)區(qū)塊鏈平臺的進(jìn)步已經(jīng)擴(kuò)展到保護(hù)所有類型的交易，無論是與鉆石等高價(jià)值資產(chǎn)相關(guān)，減少發(fā)票差異還是為航空業(yè)的碳補(bǔ)償市場提供出處。

DLT 擅長以各種方式使用數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。一旦添加到 DLT 平臺，元數(shù)據(jù)就會永久存儲，無法更改。這使得元數(shù)據(jù)可靠且不可篡改，為用戶提供了高度的保證，確保信息值得信賴。DLT 還使數(shù)據(jù)對授權(quán)人員透明，從而可以輕松跟蹤特定元數(shù)據(jù)的歷史記錄，例如資產(chǎn)或交易的來源、所有權(quán)和狀態(tài)。可以添加元數(shù)據(jù)以提供有關(guān)資產(chǎn)的其他信息，例如日期、時(shí)間和相關(guān)方。元數(shù)據(jù)還用于根據(jù)預(yù)定義條件自動(dòng)執(zhí)行特定操作，例如，如果特定廢物容器未按要求在指定日期前移動(dòng)，則發(fā)送通知。

會計(jì)數(shù)據(jù)追蹤

多項(xiàng)研究和概念驗(yàn)證都集中于 DLT 在核材料核算和放射性廢物追蹤方面提高效率的潛力。

2019 年，STUK 與華盛頓特區(qū)的史汀生中心和澳大利亞悉尼的新南威爾士大學(xué) (UNSW) 合作，開發(fā)了首創(chuàng)的原型，稱為 SLAFKA，該原型使用分布式賬本技術(shù)在國家層面跟蹤核材料。該原型展示了如何使用 DLT 來驗(yàn)證數(shù)據(jù)的可靠性并提高報(bào)告和信息共享的效率。

SLAFKA 證明，核材料會計(jì)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行跟蹤、簡化和核對。DLT 本質(zhì)上是一份單一、連續(xù)的庫存變化報(bào)告，數(shù)據(jù)幾乎實(shí)時(shí)添加，使運(yùn)營商和監(jiān)管機(jī)構(gòu)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控變化。這提高了例行檢查計(jì)劃的有效性，并允許監(jiān)管機(jī)構(gòu)更及時(shí)地反饋所報(bào)告信息的質(zhì)量。

這些結(jié)果可能對英國的保障信息管理和報(bào)告系統(tǒng) (SIMRS) 特別重要，該系統(tǒng)用于根據(jù)英國與國際原子能機(jī)構(gòu) (IAEA) 的自愿提供協(xié)議匯編數(shù)據(jù)。根據(jù)核監(jiān)管保障辦公室年度報(bào)告，2022 年報(bào)告期匯編了 1,000 多份報(bào)告，包含數(shù)十萬行數(shù)據(jù)。

2020 年，英國先進(jìn)數(shù)字技術(shù)權(quán)威機(jī)構(gòu) Digital Catapult、Sellafield 和 DataTrails 合作進(jìn)行了概念驗(yàn)證，證明了 DLT 是一種解決 NDA 核電站生產(chǎn)率挑戰(zhàn)和數(shù)據(jù)共享問題的工具，特別是追蹤低放射性核廢料。由于追蹤核廢料的步驟中約有 20% 依賴于紙質(zhì)或手動(dòng)追溯，因此解決方案必須：

提供全球廢物可見性

通過可訪問性、安全性和彈性提供持續(xù)的信息保證

與現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 傳感器集成

允許與設(shè)備無關(guān)的訪問

確保遵守廢物接收標(biāo)準(zhǔn)

從而節(jié)省成本并改進(jìn)流程。

此次合作成功展示了一種簡單、有效的方法，可以在不改變現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)的情況下捕獲塞拉菲爾德整個(gè)數(shù)字資產(chǎn)的數(shù)據(jù)，從而提供單一事實(shí)來源。

SLAFKA 和塞拉菲爾德 POC 已證明，DLT 可以通過提高數(shù)據(jù)透明度、多方協(xié)調(diào)和多方可見性來消除錯(cuò)誤、節(jié)省時(shí)間并顯著降低成本。這是通過符合國家和國際規(guī)則和法規(guī)的物品級可追溯性和審計(jì)跟蹤實(shí)現(xiàn)的。DLT 還可以集成到現(xiàn)有的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，并增強(qiáng)物理檢查流程(無論是出于安全、保障還是保障措施)，包括合規(guī)性和審計(jì)報(bào)告。

其他核監(jiān)管機(jī)構(gòu)和運(yùn)營商也開始考慮使用區(qū)塊鏈技術(shù)來追蹤核資產(chǎn)。國際原子能機(jī)構(gòu) (IAEA) 自 2018 年起已將 DLT 列入其新興技術(shù)研討會議程。人們逐漸認(rèn)識到，DLT 是一種能夠增強(qiáng)抗干擾能力的技術(shù)，可為子孫后代提供不可改變的審計(jì)線索。