编者按：
近年来，全球核能领域数字化转型风头正劲，推动人工智能与核能产业的深度融合，不仅是响应国家“人工智能+”行动部署的具体实践，也是我们构建现代核能体系、实现安全高效发展的必由之路。中国能源研究会积极响应时代命题，在2025年能源行业人工智能创新技术应用案例征集活动中，特设置了“AI+核能创新应用场景”的征集方向。
自启动以来，活动得到了业界、学界以及科技企业界的广泛响应，共收到来自全国49家单位的数百份场景方案，覆盖从设计建造、运维管理、安全监管到燃料循环、公众沟通、前沿材料等全链条环节，充分展现出这一交叉领域的蓬勃活力与广阔前景。经过多轮严谨的研讨与遴选，我们从众多优秀场景中筛选出了100项代表性场景，并在此基础上通过进一步交流与遴选，最终优选出了30项具有前瞻性、创新性和实践价值的场景作为本次征集活动的最终推荐成果。现将这30项“AI+核能创新应用”推荐场景案例进行集中展示，以供探索核能领域AI场景应用的单位和同行互相学习与提高。
一、案例概述
近年来，国内核电厂因燃料棒破损等问题频发非计划停堆事件，国家核安全局强调燃料包壳作为核安全第一道屏障的重要性，要求以“核燃料零破损”为目标，强化燃料组件质量管理。在此背景下，红沿河公司在燃料组件入堆前的检查环节发现两大痛点：一是缺乏针对新燃料组件及端塞的自动化检查系统，无法实现精确检测与数字化存档；二是人工检查效率低下，易导致漏检误判。为解决这些问题，红沿河公司研发了新燃料组件外观及端塞智能检查系统，采用高分辨率光学成像、机器视觉识别和深度学习等技术，实现燃料组件外观、端塞焊缝等关键指标的自动化检查与智能诊断，同时完成影像数据的结构化存储与可追溯管理。该系统不仅补齐了检查流程的盲区，提升缺陷识别准确率和效率，还将为燃料组件健康状态预测提供数据支持，助力“燃料零破损”战略目标的实现，为核电机组安全稳定运行提供有力保障。
二、典型应用场景
新燃料组件智能检查系统融入接收流程，实现从人工到智能的转变，具备快速推广条件，后续将积极向行业内部其他电厂推。
三、技术方案
1. 总体方案
本系统采用数字化技术，主要实现新燃料组件四面外观和下端塞焊缝外观的智能检测与分析。系统由主控制机柜、端塞状态检查子系统和四面外观检查子系统组成，配备8台四面外观检查装置和端塞自动检查装置，可完成燃料组件提升过程中的全方位检测。
主控制机柜负责图像实时预览、处理保存及异常报告生成，端塞状态检查子系统通过三轴直线模组和末端执行工具，结合力传感器和柔性机构，实现端塞底座的精准定位与焊缝状态检测；四面外观检查子系统采用远焦和近焦相机组合，配合照明系统，完成燃料组件四面外观的高精度成像。
系统引入高分辨率光学成像技术和基于深度学习的异常检测算法，利用PaDiM模型实现燃料组件外观的异常分类与像素级分割。通过图像分割和展开技术，将环形焊缝区域转换为常规图像矩阵，提升检测精度。
系统还实现了图像数据的结构化存储与可追溯管理，为后续燃料组件健康状态预测提供数据支持，显著提升检测效率和准确性，减少人为因素导致的漏检误判，助力核燃料管理的智能化与安全性提升。
2. 创新亮点
创新点一：采用高分辨率工业相机与深度学习算法，实现燃料棒包壳划痕、异物、端塞焊缝质量等缺陷的精准识别，超越人眼极限。
创新点二：系统与新燃料组件接收流程深度融合，实现无人值守的全自动检查，大幅提升效率。
四、应用成效
1. 提升核安全水平
通过高清相机与AI技术实现燃料组件状态的客观、可追溯量化评价，有效预防缺陷导致的可靠性降级风险。
2. 形成数字化资产
系统生成的高清视频、拼接图片及智能分析结果自动存档，构建燃料组件全生命周期数字化档案，赋能智慧电厂建设。
3. 推动行业技术进步
成功应用AI与机器视觉技术，为核工业高危场景提供可复制的智能检修方案，引领行业技术升级。
五、小结
新燃料组件外观及燃料棒端塞智能检查系统通过技术赋能，实现了燃料质量管理从人工目视到智能化、数据驱动的全面升级。该系统采用高分辨率工业相机与深度学习算法，精准识别燃料棒包壳划痕、端塞焊缝质量等缺陷，识别精度超越人眼极限，显著提升检查效率与准确性。系统与新燃料接收流程深度融合，实现无人值守的全自动检查，大幅降低人工成本，提升电厂安全品质与监管信心。
该系统以“最高标准、最实举措”响应核安全要求，通过国产化技术路径实现设备自主可控，确保数据安全可控。其成功实施不仅为电厂带来显著经济效益，避免燃料破损导致的非计划停堆损失，还为行业树立了标杆，具备推广至集团内外乃至行业的潜力。该系统将成为核燃料质量管理智能化、标准化转型的重要里程碑，推动行业高质量发展。
完成单位：辽宁红沿河核电有限公司
主要完成人：曹萌、杨蕾、罗良伟、刘晶晶、郑海洋、张碧珊
中国能源研究会于1981年1月成立，是由从事能源科学技术的相关企事业单位、社会团体和科技工作者自愿结成的全国性、学术性、非营利性社会组织，全国性4A级社团。接受业务主管单位中国科学技术协会、社团登记管理机关民政部的业务指导和监督管理。中国能源研究会拥有单位会员900余家，个人会员12万余人，分支机构包括12个工作委员会、51个专业委员会和6个分会，秘书处（办事机构）设有8个部门，并全资设立《中外能源》杂志社。
中国能源研究会坚持“围绕中心、服务大局，研究、咨询、交流、服务”的宗旨，团结能源领域的科技工作者，发挥能源科技高端智库的作用，服务能源科技进步和体制机制创新，积极开展能源领域的决策咨询服务和重大政策与课题研究，以及能源科技评估、团体标准制定、科学普及等工作，推动国内外的学术交流与合作，成为国家能源管理部门与企业联系的桥梁和纽带，是中国能源领域最具影响力的学术团体之一。中国能源研究会是国家能源局首批16家研究咨询基地之一，为政府决策、部署能源工作发挥了积极作用。