利用区块链技术加强核能治理，实现监管合规

STUK 总部位于万塔约基涅米。

核能治理包括从地方到国家、双边、地区和国际层面的复杂义务网络，适用于核燃料循环的每个阶段。该系统旨在避免中断，重点是维护和认证核材料和技术的安全、可靠和和平使用。这种分层治理系统会在多个司法管辖区的多个利益相关者之间产生大量数据。它还引发了对新技术的抵制，导致许多运营商和监管机构陷入笨重、孤立的遗留系统以及劳动密集型的手动或纸质流程。

随着数字化和新兴技术创造出更加丰富的数据环境，当今的信息管理系统需要捕获和保护种类更多、数量越来越多的数据，包括元数据。区块链技术提供了解决方案，可以为数字数据添加审计线索，确保谁在何时对哪个文件做了什么的分布式记录，并允许所有利益相关者验证今天早上、10 天前或 10 年前采取的行动是否正确。

芬兰辐射与核安全局(STUK)和塞拉菲尔德有限公司等组织已经测试了区块链技术，并证明它能够提供数据认证、透明度和不变性。

这使得废物流完全可见，并加强了核材料的核算和对国家立法和保密规则的遵守。

数据挑战

负责放射性废物储存库的机构收集的数据必须进行长期管理，通常超过 100 年。这些数据包括从废物特性到环境监测、核安全、安保和保障措施等所有内容。

随着一个国家核燃料循环的成熟，在退役设施、储存库开发以及监管和社会审批的各个阶段，数据的数量、类型和质量都在增加，例如预选址、选址、场地特性描述、建设、运营、预关闭和关闭。对于反应堆中的废燃料，这项任务变得更具挑战性，因为一旦将其放置在地下 400 多米深处，就不可能对其进行物理检查。

对于 STUK 来说，“在保护奥尔基洛托地质储存库方面，数据完整性具有重大意义。该地下设施是世界上第一个用于处理废燃料的设施，也是第一个在核燃料循环后端应用欧洲和国际保障措施的设施”。

在英国，核退役管理局 (NDA) 负责该国的核废料管理。NDA 最大的运营机构塞拉菲尔德有限公司 (Sellafield Ltd) 拥有英国 80% 的核废料库存，预计到 2135 年，核废料量将从 2019 年的 20.2 万立方米增长到 430 万立方米。由于核废料追踪过程中五分之一的步骤依赖纸质或手动步骤，因此，目前要定位和追踪 NDA 资产中流动的放射性废物数据需要付出巨大努力，涉及多个参与者、孤立的数据库和遗留系统。每三年更新一次英国的放射性废物库存时，这项工作就变得尤为困难。这涉及收集有关 1,300 多条放射性废物流和 60 条放射性物质流的信息。

伴随核废料数据的元数据也在不断增长，如果不在创建时捕获，则可能难以管理。例如，废物容器上的元数据可以表示其技术属性、ID、访问过的人、与传感器/设备相关的信息(包括仪器健康和状态)，以及废物中化学和放射性核素清单的来源和定义。

元数据可以帮助人们更轻松地找到数据，了解其来源/出处/真实性，并能够在长期使用的宝贵数据集中实现可解释的机器学习和人工智能。2014 年，经合组织的核能机构建立了放射性废物储存库元数据管理 (RepMet) 项目，并提出了一组元数据建议，可供国家放射性废物计划使用，以管理和协调放射性废物储存库数据，以便进行长期管理和使用。RepMet 没有考虑数据管理的技术选择，但 STUK 和 Sellafield UK 的区块链测试确定了供应链运营和长期数据管理的好处。

区块链的好处

区块链是分布式账本技术 (DLT) 的一个子集，分布式账本技术是指去中心化数字数据库的总称，它可以涵盖来自多个地点的广泛参与者和数据源。这些平台将加密、时间戳、复制和存储加密“散列”数据到不可变的账本中，而账本又成为分布式参与者的唯一真实来源。

数据被附加和嵌入，使其极难被操纵，从而允许利益相关者在可信环境中进行交互。为了提高安全性，区块链上通常不存储任何数据文件。相反，只发布哈希值和/或元数据。

区块链技术通常与加密货币联系在一起，这削弱了其用于跟踪供应链、流程、文档和文件的更有用的应用。比特币被认为是该技术的旗舰，是世界上第一个开放的区块链;一个允许任何有互联网连接的人参与数字支付系统的平台。目前，大多数采用区块链的企业解决方案都是私有的、许可的系统，限制相关利益相关者的访问和验证共识。事实上，爱沙尼亚政府在 2008 年 10 月发布比特币白皮书之前就已经在开发第一个许可的区块链平台。

从那时起，私有、许可和混合(公共和许可的混合)区块链平台的进步已经扩展到保护所有类型的交易，无论是与钻石等高价值资产相关，减少发票差异还是为航空业的碳补偿市场提供出处。

DLT 擅长以各种方式使用数据和元数据。一旦添加到 DLT 平台，元数据就会永久存储，无法更改。这使得元数据可靠且不可篡改，为用户提供了高度的保证，确保信息值得信赖。DLT 还使数据对授权人员透明，从而可以轻松跟踪特定元数据的历史记录，例如资产或交易的来源、所有权和状态。可以添加元数据以提供有关资产的其他信息，例如日期、时间和相关方。元数据还用于根据预定义条件自动执行特定操作，例如，如果特定废物容器未按要求在指定日期前移动，则发送通知。

会计数据追踪

多项研究和概念验证都集中于 DLT 在核材料核算和放射性废物追踪方面提高效率的潜力。

2019 年，STUK 与华盛顿特区的史汀生中心和澳大利亚悉尼的新南威尔士大学 (UNSW) 合作，开发了首创的原型，称为 SLAFKA，该原型使用分布式账本技术在国家层面跟踪核材料。该原型展示了如何使用 DLT 来验证数据的可靠性并提高报告和信息共享的效率。

SLAFKA 证明，核材料会计数据可以进行跟踪、简化和核对。DLT 本质上是一份单一、连续的库存变化报告，数据几乎实时添加，使运营商和监管机构能够实时监控变化。这提高了例行检查计划的有效性，并允许监管机构更及时地反馈所报告信息的质量。

这些结果可能对英国的保障信息管理和报告系统 (SIMRS) 特别重要，该系统用于根据英国与国际原子能机构 (IAEA) 的自愿提供协议汇编数据。根据核监管保障办公室年度报告，2022 年报告期汇编了 1,000 多份报告，包含数十万行数据。

2020 年，英国先进数字技术权威机构 Digital Catapult、Sellafield 和 DataTrails 合作进行了概念验证，证明了 DLT 是一种解决 NDA 核电站生产率挑战和数据共享问题的工具，特别是追踪低放射性核废料。由于追踪核废料的步骤中约有 20% 依赖于纸质或手动追溯，因此解决方案必须：

提供全球废物可见性

通过可访问性、安全性和弹性提供持续的信息保证

与现有的物联网 (IoT) 传感器集成

允许与设备无关的访问

确保遵守废物接收标准

从而节省成本并改进流程。

此次合作成功展示了一种简单、有效的方法，可以在不改变现有数据库或数据捕获技术的情况下捕获塞拉菲尔德整个数字资产的数据，从而提供单一事实来源。

SLAFKA 和塞拉菲尔德 POC 已证明，DLT 可以通过提高数据透明度、多方协调和多方可见性来消除错误、节省时间并显著降低成本。这是通过符合国家和国际规则和法规的物品级可追溯性和审计跟踪实现的。DLT 还可以集成到现有的数据管理系统中，并增强物理检查流程(无论是出于安全、保障还是保障措施)，包括合规性和审计报告。

其他核监管机构和运营商也开始考虑使用区块链技术来追踪核资产。国际原子能机构 (IAEA) 自 2018 年起已将 DLT 列入其新兴技术研讨会议程。人们逐渐认识到，DLT 是一种能够增强抗干扰能力的技术，可为子孙后代提供不可改变的审计线索。