在美国,电力需求正因AI数据中心和电气化浪潮而爆炸式增长,而传统核电部署周期往往长达10-20年、成本高企、监管审批缓慢,已成为明显的瓶颈。为应对这一局面,美国能源部(DOE)于2025年11月在特朗普政府行政令下启动了Genesis Mission(创世使命),目标是通过人工智能在十年内将美国科学与工程生产力翻倍。该使命列出了26个AI挑战,其中核电相关的一项核心挑战就是“更快、更安全、更便宜地提供核能”。
爱达荷国家实验室(INL)与NVIDIA合作推进的“PROMETHEUS”项目,正是这一挑战的首个公开执行示范。INL主任John Wagner将其称为“美国的核电登月计划”——利用AI主导核反应堆的设计、分析、制造和运行,最终实现最小化人工干预的自主核反应堆示范。其核心目标包括:至少将核电部署时间减半(实现2倍加速,甚至宣称可达5倍)、运营成本降低50%以上,并通过AI形成良性循环——AI加速核电部署,核电则为AI基础设施提供稳定、零碳的基荷电源。
技术路径非常前沿,也具有很强的借鉴价值:生成式AI被用于提出和优化电厂及关键部件的设计;数字孪生技术创建高保真虚拟反应堆副本,在真实建造前模拟各种运行和安全场景;代理工作流让AI系统自动协调模拟代码、数据集、安全分析、制造数据和运行信息,实现任务的无缝接力;同时,将INL的开源多物理场框架(如MOOSE、BISON燃料性能代码、Griffin堆芯中子学代码、Pronghorn热工水力代码)在NVIDIA GPU上加速运行,大幅提升模拟速度和精度。
计算资源方面,大规模模型训练依托DOE领导级超算,实时运行则使用现场NVIDIA AI系统,验证数据来自INL真实设施,例如NRAD研究堆(用于燃料无损检测)和MARVEL微堆(85 kWe钠钾冷却微堆,预计2027-2028年接入核微电网,用于数据中心集成示范),并通过历史核数据、实验室数据和现场堆数据形成闭环验证,确保AI模型的可靠性。
在美国背景下,这一项目的紧迫性显而易见:NRC许可流程极慢、供应链老化、公众反对情绪强烈,导致新建核电项目稀少。与此同时,AI公司每月都在签署核电购电协议、直接融资或共建数据中心,急需可靠的基荷电源。PROMETHEUS正是通过AI实现“弯道超车”,压缩许可和建设周期,让核电快速上线以满足AI用电需求,同时显著降低整体能源成本。
更广泛的生态也在加速成型:NVIDIA已于2025年底加入Genesis Mission,提供AI和高性能计算工具,并与Oracle合作在阿贡国家实验室建设DOE最大的AI超算(2200 exaflops)。类似项目如VULCAN则用AI加速材料发现,将原本十年的周期压缩到几年。INL还与AWS、微软合作,利用云端AI工具辅助许可报告和数字孪生开发。DOE核反应堆副助理部长Rian Bahran表示:“这是决定性推进AI加速核能部署的时刻,既提升美国能源可负担性,又催化本土AI发展。”NVIDIA代表则强调,结合INL的核专业知识与NVIDIA的基础设施,将使反应堆设计、许可和运行更快、更安全、更低成本。
原文链接:
https://www.powermag.com/inl-enlists-nvidia-on-prometheus-ai-effort-to-halve-nuclear-deployment-timelines-under-doe-genesis-mission/
作者:Sonal Patel
本文已进行编译。
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