التفكير التكنولوجي الذي أثارته الدراما الملحمية "تشيرنوبيل": كيف نتجنب الكارثة النووية القادمة؟

لقد أدت شعبية المسلسل التلفزيوني الأمريكي "تشيرنوبيل" إلى عودة الخوف من الحوادث النووية إلى قلوب المشاهدين. إن تطبيق تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي في مجال الحماية النووية والسلامة النووية سيحقق نتائج مثمرة. ولعل الاستخدام العقلاني للذكاء الاصطناعي "لتقييد" استخدام الطاقة النووية من شأنه أن يؤدي إلى تعظيم قيمة الموارد بشكل أفضل.

وأخيرًا، وصلت أحداث مسلسل "صراع العروش" إلى نهايتها المفاجئة بمؤامرة مدمرة. من المحزن أن تنتهي دراما عظيمة كهذه بهذه الطريقة. لكن HBO لم تمنح الجمهور فرصة كبيرة للاسترخاء، حيث ظهر دراما عظيمة أخرى في أذهان الناس.

تم تحديث المسلسل التلفزيوني الأمريكي الشهير "تشيرنوبيل" إلى الحلقة الثالثة فقط (خمس حلقات إجمالاً)، لكنه حصل بالفعل على درجات مثالية على مواقع التصنيف الرئيسية وسرعان ما أصبح تحفة فنية يبحث عنها الآلاف من الناس.

وبعيداً عن مزاياها الإنتاجية، فإن أحد الأسباب التي تجعلها تحظى بهذه الشعبية الكبيرة هو راهنية حادثة تشيرنوبيل النووية نفسها، حيث تحمل ذكرى حادث نووي كارثي.

وقعت حادثة محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في 26 أبريل 1986 في شمال أوكرانيا، التي كانت آنذاك جزءًا من الاتحاد السوفيتي.

في ذلك اليوم انفجرت وحدة المولد الرابعة لمحطة الطاقة، ودُمر المفاعل النووي بالكامل، وتسربت كمية كبيرة من المواد المشعة، ليصبح الحادث الأكبر (المستوى 7) في عصر الطاقة النووية. وكانت المخاطر الإشعاعية خطيرة، إذ أدت إلى 31 حالة وفاة خلال ثلاثة أشهر قبل الحادث وبعده، و60 ألف إلى 80 ألف حالة وفاة في السنوات الخمس عشرة التالية، و134 ألف شخص يعانون من أمراض الإشعاع بدرجات متفاوتة.

في صناعة الطاقة النووية، هل هناك أي وسيلة للذكاء الاصطناعي لتوفير الحماية الأمنية؟

الكفاءة أو السلامة ليست خيارًا أبدًا

تسبب الحادث الخطير الذي وقع في محطة الطاقة النووية في كارثة ضخمة. ولكن باعتبارها أحد مصادر الطاقة المهمة في العالم، فإن الطاقة النووية لا تزال تجتذب الناس لاستكشاف تطويرها.

إن أكثر ما يجذبنا في الطاقة النووية هو أنها تمتلك طاقة مذهلة: فالطاقة التي تنطلق من انشطار كيلوغرام واحد من اليورانيوم 235 (وهو وقود نووي شائع الاستخدام) تعادل الطاقة التي تنطلق من حرق 2700 طن من الفحم.

ولكن كلما كانت الطاقة أكبر، أصبحت خارجة عن السيطرة، وبمجرد خروجها عن السيطرة، فإن الضرر الذي تسببه أكبر.

في الحوادث السابقة، كان سوء التشغيل البشري مسؤولاً عن نسبة كبيرة من الأسباب. ومن ثم فإن كيفية استخدام التكنولوجيا لتحقيق الاستخدام الأكثر أمانا للطاقة النووية هي المشكلة الأكثر إلحاحا التي يتعين حلها.

إن إدخال النشر الآلي وحتى الحلول المرتبطة بالذكاء الاصطناعي لديه الفرصة لجعل الطاقة النووية حصانًا بريًا أكثر هدوءًا في الحفاظ على سلامة إنتاج المعدات ومراقبة السلامة.

الكشف المبكر عن الشقوق في الطبقات الواقية: الرؤية الآلية

الولايات المتحدة هي أكبر مورد للطاقة النووية التجارية في العالم، حيث توفر حوالي 20% من الكهرباء في العالم. ومع ذلك، بين عامي 1952 و2010، وقعت 56 حادثة متفاوتة الخطورة في الولايات المتحدة، 19 منها كانت مرتبطة بتمزق أو فشل الطبقة الواقية. بلغت تكلفة الإصلاح 2 مليار دولار.

لقد عانت تلك المكونات الوقائية التي كان من المفترض أن تكون صلبة من خسائر وظيفية وأضرار تتعلق بالسلامة بسبب الشيخوخة الداخلية وأسباب أخرى، بما في ذلك التشقق والتعب والهشاشة والتآكل والأكسدة وما إلى ذلك. وهذا يلقي بظلاله على الأمن.

لحل هذه المشكلة. قام فريق بحثي بجامعة بيردو بتطوير نظام CRAQ (التعرف على الشقوق وتحديد كميتها).

يجمع النظام بين معالجة الرسوميات والتعلم العميق، باستخدام تحليل فيديو للطبقة الواقية لتحديد التغييرات في نسيج المعدن للتنبؤ بقضايا الشقوق واستهدافها.

تحتاج المفاعلات النووية عادة إلى الغمر في الماء للحفاظ على برودتها، ولا يمكن فحص مكوناتها يدويًا بشكل مباشر بسبب عوامل مثل درجات الحرارة المرتفعة والإشعاع. تتمكن الاستخبارات من اكتشاف الشقوق من خلال فيديو تم تسجيله عن بعد لسطح المفاعلات تحت الماء.

ومع ذلك، فإن المراجعة اليدوية البحتة تتطلب جهدًا مكثفًا وتكون عرضة للأخطاء. ومن أجل تطوير نظام كشف فعال، جمع الباحثون مقاطع فيديو لـ20 عينة تحت الماء من مكونات محطة الطاقة النووية الداخلية. تم مسح العينات بمعدل 30 إطارًا في الثانية، وتم فحص كل إطار بحثًا عن الشقوق باستخدام شبكة عصبية ملتوية.

تراقب الخوارزمية الشق من إطار إلى آخر وتكون قادرة على مراعاة التكوين المتغير بسبب الكاميرا المتحركة، مما يؤدي إلى تحديد موقع الشق. تحاكي الخوارزمية قدرة الرؤية البشرية على فحص الشقوق بعناية من زوايا مختلفة، مع تجنب تأثير ضوء التصوير.

وتستخدم الطريقة أيضًا مجموعة بيانات تحتوي على ما يقرب من 300000 شقوق وغير شقوق لاختبار النموذج. وأظهرت الاختبارات أن نظام CRAQ يتمتع بمعدل نجاح يصل إلى 98.3 بالمائة في تتبع الشقوق.

يتم التنبؤ بتوزيع الإشعاع من خلال النماذج

يمكن تشغيل محطة الطاقة النووية بعد اجتيازها لمستويات متعددة من فحوصات السلامة. ومع ذلك، عندما يحدث خطر ناجم عن عوامل غير متوقعة، فبالإضافة إلى قيام الإدارة بإيجاد طرق لحل المشكلة والاستجابة لها، فإن هناك جانبًا مهمًا آخر وهو ترتيب إخلاء الأشخاص في الوقت المناسب وبطريقة معقولة.

ومن بين الحوادث النووية الأخرى في العالم التي تم تصنيفها على أنها من المستوى السابع كارثة محطة فوكوشيما للطاقة النووية في اليابان عام 2011. ومن أجل تقليل تأثير مثل هذه الحوادث، يتم أيضًا استخدام التعلم الآلي وغيره من التقنيات ذات الصلة للمساعدة في عمليات الإخلاء عند الاستجابة للتسربات النووية.

في يوليو 2018، قام باحثون من جامعة طوكيو بتطوير مجموعة من الأدوات القائمة على التعلم الآلي للتنبؤ بالتوزيع الجغرافي للمواد المشعة.

عندما يقع حادث في محطة للطاقة النووية ويتم إطلاق مواد مشعة، فمن الضروري إخلاء السكان القريبين في أسرع وقت ممكن. ومع ذلك، فمن الصعب التنبؤ بشكل فوري بالمكان الذي ستستقر فيه المواد المشعة المتسربة، وبالتالي منع تعرض الناس للخطر.

قام فريق البحث بتدريب نموذج التعلم الآلي باستخدام مجموعة بيانات لظروف الرياح القريبة من الأرض والتي تم تحديدها من خلال المحاكاة الجوية. تمكن النموذج من استخدام الخوارزميات للتنبؤ بالأماكن التي ستنتشر فيها المواد المشعة ومسار انتشارها وما إلى ذلك.

بعد تدريبها باستخدام بيانات أنماط الطقس التاريخية، حققت الأداة باستمرار دقة في التنبؤات بنسبة تزيد عن 85 بالمائة، ووصلت إلى دقة 95 بالمائة عندما ساد الطقس الشتوي أو المتوقع. كما ثبت أن النموذج قادر على إصدار أحكام دقيقة قبل 33 ساعة.

يمكن أن يساعد هذا النظام في إخلاء المكان فورًا بعد وقوع حادث تسرب نووي. من أجل اتخاذ تدابير استباقية أفضل عند وقوع الكوارث.

الذكاء الاصطناعي يجعل الطاقة النووية أكثر أمانًا

قال ما ييلونغ ذات مرة في محادثة: "الذكاء الاصطناعي أكثر خطورة بكثير من الأسلحة النووية".

إن التركيز الحالي على استخدام الذكاء الاصطناعي في الطاقة النووية لا ينصب على الحماية أو اختبارات السلامة، بل على المخاطر التي يمكن أن يسببها الذكاء الاصطناعي.

في الواقع، إذا تم استخدام الذكاء الاصطناعي في أبحاث الأسلحة وغيرها من الأغراض، فسوف يشكل حتما تهديدا خطيرا. ولكن لا تنسوا أنه في هذه المرحلة،إن استخدام التكنولوجيا هو مسؤولية البشر بالكامل.

أعلنت المملكة المتحدة عن استخدام الذكاء الاصطناعي والروبوتات للمساعدة في جمع ومعالجة النفايات من محطات الطاقة النووية. إن هذا العمل الذي يشكل خطرا على الإنسان يمكن حله بسهولة باستخدام التقنيات الجديدة. وهذا يشبه جهود الذكاء الاصطناعي في مجال الحماية النووية، حيث يهدف كلا الجانبين إلى توفير راحة البال للناس عند استخدام الطاقة النووية.

وربما، طالما تم استخدامه في المكان المناسب، فإن الذكاء الاصطناعي قادر على كبح الطاقة النووية وحماية كوكبنا.

انقر لقراءة المقال الأصلي