エネルギーと環境を考える

原⼦⼒学会

秋の⼤会

⽶国の原⼦⼒産業におけるAI活⽤の動向
2024年 9月

⽇本エヌ・ユー・エス株式会社

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⽬次
1. ⽶国の原⼦⼒発電所の現況
2. ⽶国の原⼦⼒発電所でAIが求められる理由
3. AIの活⽤に関するNRCの動向
4. AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の事例

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1.⽶国の原⼦⼒発電所の現況

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1.⽶国の原⼦⼒発電所の状況
 ⽶国で稼働中のプラントは94基。
 プラントの平均稼働年数は42年。
 プラントの新設には莫⼤な投資が必要。
 86基/94基のプラントが60年、7基/94基が80年、その運転期間を延⻑している。
図1 運転開始した商用原子力発電所の年毎の発電容量（1960‐2024）
出典：eia,”Plant Vogtle Unit 4 begins commercial operation”,May 1 2024

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2.⽶国の原⼦⼒発電所でAIが求められる理由

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2.⽶国の原⼦⼒発電所でAIが求められる背景
2.1 AIの技術的な進歩

 過去10年間にわたりAIは急速に進化し、複雑な問題を解決できるようになった。
 製造業、輸送、⾦融、教育、医療等の様々な分野でAIの導⼊が進んでいる。
 原⼦⼒産業界においてもAIを導⼊・活⽤することで、原⼦⼒発電所のパフォーマンス向上等につながる可能性がある。

 原⼦⼒発電所でAIを活⽤することは様々な可能性を秘めている。

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2.⽶国の原⼦⼒発電所でAIが求められる背景
2.2 厳しい市場競争環境

 原⼦⼒発電所は温室効果ガスを排出しない⼤規模なエネルギー源。
 ⽶国の原⼦⼒発電所は安価な天然ガスとの厳しい市場競争にさらされている。
 運転・保守に関するコスト（O&M費）の削減が急務に。

 原⼦⼒発電所では多種多様な⼿作業で⾏われており、プロセスの効率化等のためにAIを活⽤する余地は⼤きいと考えられる。

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2.⽶国の原⼦⼒発電所でAIが求められる背景
2.3 原⼦⼒発電所におけるAIの活⽤ “AIの技術的な進歩”、“厳しい市場競争環境”を受けて、⽶国の原⼦⼒発電所ではAIの研究、開発及び利⽤の関⼼が⾼まっている。

図2：ドローンを活用した原子力発電所内の巡視
出典：https://www.energy.gov/ne/articles/could‐
ai‐powered‐drones‐make‐nuclear‐power‐plant‐
operations‐more‐efficient

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図3：AIの予測値（赤色）及び実測値（青色）黄色丸部は実測値と予測値の乖離から事前に異常を予測できた箇所
出典：INL,”Subtle Process‐Anomalies Detection
Using Machine‐Learning Methods”, Sep 2019.

図4：AIを活用したCRのレビューのイメージ(左:スタッフの手作業によるレビュー、右：AIによるレビュー)
出典：https://www.youtube.com/watch?v=9spicHwn5cE

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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.1 AI戦略計画(2023年度〜2027年度) (1/8)
NRCによるAIの定義
⼈間のような知覚、認知、計画、学習、コミュニケーション、または物理的な⾏動を模倣することで、⼈間が定義した⼀連の⽬的に対して、現実または仮想環境に影響を与える予測、推奨事項の提⽰、決定を⾏うことが可能な機械ベースのシステム

 NRCは、原⼦⼒産業界によるAIの活⽤を審査する準備を整えるべく、NUREG-2261“AI戦略計画（2023年度〜2027年度）”を
図5 人工知能戦略計画(2023‐2027)
出典：NRC,”Artificial Intelligence Strategic Plan : Fiscal Years 2023‐2027(NUREG‐2261)”, May 2023
2024/092023年5⽉に策定。
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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.1 AI戦略計画(2023年度〜2027年度) (2/8)
NUREG-2261策定に向けたNRCの取組
a.内部調査︓AI技術を活⽤する可能性がある既存のプロジェクトの洗い出し。
b.情報収集︓原⼦⼒産業界に対し、AI技術の導⼊にどの程度準備が出来ているか、どのようなAIツールの利⽤を検討しているか等に関する意⾒や情報提供を依頼。
c.公開ワークショップ︓AIとデータサイエンスに関する最新の知識や研究活動についてステークホルダーと情報交換し議論するワークショップを開催。
d.報告書作成︓「原⼦⼒発電所におけるAIと機械学習を⽤いた先進的な計算ツールと技術の探求」（NUREG/CR-7294）を発⾏。
e.コメント募集︓官報を通じてAI戦略計画のドラフト版を公表し、公衆コメントを募集。
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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.1 AI戦略計画(2023年度〜2027年度) (3/8)

NUREG-2261の全体的なビジョン
技術⾰新に遅れをとることなく、NRCの規制対象となる活動でAIを安全かつ確実に使⽤できるようにすること。

NUREG-2261で⽰された５つの戦略⽬標

⽬標1︓AIの利⽤についてNRCが規制上の意思決定を確実に⾏えるように準備する。
⽬標2︓AIの利⽤に関係する申請を審査するための組織体制を確⽴する。
⽬標3︓AIに関連するパートナーシップを強化・拡⼤する。
⽬標4︓AIの分野に精通した⼈材を確保する。
⽬標5︓NRC全体としてAIを活⽤する基盤を構築すべく、その使⽤事例を収集・評価する。
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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.1 AI戦略計画(2023年度〜2027年度) (4/8)
⽬標1︓AIの利⽤についてNRCが規制上の意思決定を確実に⾏えるように準備する。
 重点項⽬NRCの規制活動の⼀環として、NRCスタッフが事業者のAIの利⽤について評価できるようにするための規制⽅針とツールを開発する。
 具体的な活動
規制ガイドや検査⼿順書の改訂または作成、AIの技術的な項⽬を評価するための枠組みの開発、AIの規格・基準やガイダンス⽂書の作成・改訂への貢献など。

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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.1 AI戦略計画(2023年度〜2027年度) (5/8)
⽬標2︓AIの利⽤に関係する申請を審査するための組織体制を確⽴する。
 重点項⽬AIの利⽤についてNRCが規制上の意思決定を確実に⾏えるように準備する。
AI戦略計画を成功裏に実施するべく、NRCの経営陣とスタッフの両レベルにおける効果的な調整と協⼒が可能となる組織体制を整備する。
 具体的な活動
NRCの内部組織として⼈⼯知能運営委員会（Artificial Intelligence SteeringCommittee, AISC） 、AI実践コミュニティ（AI Community of Practice,AICoP）を設⽴。また、必要に応じて、AIワーキングループを設置。
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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.1 AI戦略計画(2023年度〜2027年度) (6/8)
⽬標3︓AIに関連するパートナーシップを強化・拡⼤する。
。 重点項⽬
原⼦⼒産業界のAIに関する関⼼、活動、導⼊のための計画を常に把握すべく、AIの利⽤についてNRCが規制上の意思決定を確実に⾏えるように準備する。
原⼦⼒産業界の国内外のカウンターパートと強⼒なパートナーシップを構築する。
 具体的な活動
国内向け︓既存及び新規の覚書、公開会議、ワークショップを通じた利害関係者との協⼒の深化、他の政府機関との連携など。
海外向け︓関係する国際機関や多国間組織との関与の継続、情報共有、共同研究、国際的な基準やガイダンスの策定への貢献など。
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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.1 AI戦略計画(2023年度〜2027年度) (7/8)
⽬標4︓AIの分野に精通した⼈材を確保する。
 重点項⽬の利⽤についてNRCが規制上の意思決定を確実に⾏えるように準備する。
NRCがAIの分野に精通した⼈材を獲得、育成、維持することで、事業者のAIの利⽤に関する効果的で効率的な審査及び監視を⾏えるようにする。
 具体的な活動
戦略的な⼈材計画及びコンピテンシーモデルの活⽤、既存の雇⽤プロセスの活⽤、段階的な訓練プログラムの開発など。

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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.1 AI戦略計画(2023年度〜2027年度) (8/8)
⽬標5︓NRC全体としてAIを活⽤する基盤を構築すべく、その使⽤事例を収集・評価する。
 重点項⽬の利⽤についてNRCが規制上の意思決定を確実に⾏えるように準備する。
AIツールの利⽤を通じてNRC内部の知識と経験を深め、将来的なNRCの規制審査や監視に役⽴てる。
 具体的な活動
データサイエンス、新しいAIツールの評価及び統合、実践的な⼈材育成を通じた技術的な専⾨知識の獲得、潜在的なパイロットスタディや概念実証のための調査、NRCスタッフによるAIツールの利⽤促進など。
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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.2 SECY-24-0035︓NRCによる⼈⼯知能の活⽤の推進 (1/2)
 NRCが⾃⾝の業務を改善するためにAIをどのように活⽤できるかを整理した報告書。
想定されるNRCによるAI活⽤の事例• 議事録、⽂書、ウェブページの要約作成• 規制案に対するコメントのレビューの⾃動化• 検査のスケジューリングや計画の⽀援
図6 SECY‐24‐0035 NRCによる人工知能の活用の推進
出典：NRC,”Advancing the use of Artificial Intelligence at the U.S.
Nuclear Regulatory Commission”, April 25, 2024
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3. AIの活⽤に関するNRCの動向

3.2 SECY-24-0035︓NRCによる⼈⼯知能の活⽤の推進 (2/2)
NRCが組織全体で効果的にAIを活⽤するための戦略的なステップ ステップ1︓AIのNRC内での活⽤を促進すべく全組織的なAI戦略を策定する。
NUREG-2261を補完するためのAI戦略を策定する。
（AIガバナンスの準備、データ管理プログラムの成熟化、リソース配分の⾒直しなど） ステップ2︓AIのNRC内での活⽤を促進すべく基盤的なツールに投資する。
既存のアプリケーションと統合可能な⽣成系AIツールを導⼊する。
NRCの⽂書管理システム（ADAMS）へAIを統合する。

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4. AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の事例

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4. AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の事例
是正処置活動（CAP）とは︖
 10CFR50 付則B基準XVI「是正処置」に基づいて実施される。
 事業者が原⼦⼒発電所の問題を特定し、その問題を是正するプロセス。
（特定された問題の安全上の重要度を評価し、是正する優先順位を設定するスクリーニングのプロセスと、是正状況を追跡するプロセス等を含む。）

 問題が特定されると状態報告書（CR）が起票される。(1プラント当たり年間5千件〜1万件)
 ⼿作業によるCRのスクリーニングなどはCAPの専⾨家による⼿作業で⾏われ、事業者にとって⼤きな負担となっていた。
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4. AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の事例
4.1 事業者A

CRのスクリーニングに必要な労⼒の80％削減が⽬標
 MRFF※の判定の⾃動化/CRのスクリーニングの⾃動化※保守規則（10CFR50.65）の対象となる系統、構築物及び機器（SSC）が、意図した機能を果たせなくなる事象。

フェーズ1

CRの重要度及び優先度を決定し、是正処置を⾃動的に⽣成するCAP分類器（CAP classifier）を作る。

フェーズ2

フェーズ1を拡張し、CRの重要度と優先度をより詳細なカテゴリーで分類し、⽣成される是正処置にフィールドや属性を割り当てる。

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4. AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の事例
4.2 事業者B

CRのコードのタグ付けの100%⾃動化を達成
 2017年に専⾨のデータサイエンス部⾨を設⽴。
 社内リソース及びオープンソースツールを活⽤してCAPの⾃動化システムを開発。
 CRのスクリーニングは2021年時点で約20%が⾃動化、MRFFのスクリーニングの⾃動化の検証が2020年後半から実施されている。
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4. AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の事例
4.3 事業者C

CRのスクリーニングに必要な労⼒の85％削減が⽬標
 「IBM Watson Cloud」を利⽤し、CRスクリーニングシステムを構築※※ 初期費⽤25万ドル(約3,600万円)
維持費⽤12万5千ドル/年(約1,800万円/年)。

 CRのスクリーニングに関係する作業と会議体の⼀部が不要となった。

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4. AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の事例
4.4 アイダホ国⽴研究所（INL）

CRのレビューを瞬時(ミリ秒/件)に実施可能
 MIRACLEにより問題の⾒落とし、評価のばらつき、判断の誤りが⽣じる可能性が無くなる。
図7： AIを活用したCRのレビューのイメージ(左:スタッフの手作業によるレビュー、右：AIによるレビュー)
出典：https://www.youtube.com/watch?v=9spicHwn5cE

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4. AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の事例
4.4 NculearN社

Palo Verde発電所でCAPシステムの⾃動化を主導した職員が2021年に設⽴した⽶国企業。
CAP AI
図8： CAP AIの外観
出典：https://www.youtube.com/watch?v=W‐y6Gz4BUIE

CRのスクリーニング及びタグ付けの約80%を⾃動化。

AtomAssist

ChatGPTのようなインターフェースを有し、情報の検索、ユーザーからの質問への応答、チャットアシスタント、⽂書作成の機能を持つ。

図8： Atom Assistの外観
出典：https://www.youtube.com/watch?v=W‐y6Gz4BUIE

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5. まとめ

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5. まとめ 原⼦⼒発電所でAIを活⽤することは様々な可能性を秘めている。
 原⼦⼒発電所では多種多様な⼿作業で⾏われており、プロセスの効率化等のためにAIを活⽤する余地は⼤きいと考えられる。
 NRCは、AI技術の急速な発展に対応すべく準備を進めている。
 AIを活⽤した⽂書処理の⾃動化の技術は原⼦⼒発電所で導⼊され始めている。
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