國外核安全研究現狀、熱點和趨勢——基于CiteSpace的可視化分析

曾建國，葉 彤，劉鎮江

（1. 南華大學馬克思主義學院，衡陽 421001；2. 南華大學經濟管理與法學學院，衡陽 421001）

全球核電和核技術利用事業方興未艾，防范事故風險成為國際核安全面臨的普遍問題［1］。核電和核技術領域的潛在風險并無國界可言，一旦發生核事故，沒有一個國家可以單獨憑借其本國的力量控制住核影響。因此，加強核安全治理研究，對于任何國家（地區）來說都是刻不容緩和至關重要的。

在過去的70多年里，國內外的研究者、專家和政府官員從不同的角度圍繞核安全相關領域進行研究或解釋，積累了豐富的成果。從文獻計量學的角度來看，對這些研究成果進行科學性總結回顧，可為未來核安全的研究與發展奠定堅實的基礎。因此，有必要對國外核安全研究的現狀進行分析，了解其熱點，總結和分析相關趨勢，以促進我國更好地分析和研究核安全的熱點及趨勢，提出改進建議，為推進核安全治理發展提供參考。

1 研究目的與研究方法

1.1 研究目的

利用文獻計量學方法，分析國外主題為核安全的文獻，并運用可視化分析方法，進一步提取、篩選和呈現指標結果，從而了解國外核安全研究的熱點包括哪些，研究現狀和未來研究趨勢的大方向，最終為國內核安全的研究提供借鑒和參考，更好地促進核安全治理的良好發展。

1.2 研究方法

本文主要使用文獻計量學及可視化分析的方法。文獻計量學是圖書情報學的分支學科，文獻計量法是憑借文獻不同的特征數量，諸如關鍵詞、摘要、發表的機構等，應用數學和統計學方法來表述、評估和推斷該領域當前的研究趨勢。然而，單獨采用文獻計量法得出的結果可參考性不高，因此，本文借助文獻分析工具，用圖形來闡釋結論，這樣更加直觀，一定程度上可以提高可參考性。

2 數據的分析與獲取

2.1 數據獲取

為求準確、完整地獲取本研究所需要的數據，本文選擇了世界上最大和最俱全的Web of Science數據庫進行文獻檢索，此數據庫涵蓋了廣泛的學科，足以為本研究提供資源。依照本文的研究目的，只要是涉及核安全相關思想的文獻都可以納入本研究的范圍。該研究采用了主題詞檢索，具體搜索標準如下：主題= “nuclear safety”或主題= “nuclear security”，數據庫選擇“Web of Science核心合集數據庫”，時間范圍為2002-01-01到2021-12-31，于2022年2月16日進行檢索。為了提高檢索的精確性和準確性，對檢索到的文獻進行了人工分類和篩選，操作完成后，共得到393篇文獻，將這393篇文獻的書目信息以純文本文件格式導出，作為“全紀錄與引用的參考文獻”。

2.2 數據分析

2.2.1 時間與發文量的分析

對393篇文章的發表日期進行比較，得到圖1中的統計數據。

圖1 時間與發文量統計圖Fig.1 Graph of time and volume statistics

如圖1所示，2002—2021年，平均每年約發表19篇文獻，如果以平均值為分界點，那么2002—2008年對核安全的研究處于初步發展期，2009—2021年則是快速發展期，所發表的文獻占85%以上，由此可知：國外核安全領域絕大多數的產出成果來源于快速發展期。2010年首次召開中心主題為“建立核安全的國際共識”的核安全峰會，此次峰會的成功召開在一定程度上提升了國際社會對核安全的關注度，核安全漸漸成為各個國家的熱門議題。2011年3月11日，日本地震引發的福島核事故受到了全球的關注，再一次讓全球人民認識到核安全不會也不可能是某一個國家的責任和義務，而是涉及全球安全。因此，福島核事故推動了核安全快速發展期的到來。

表1 主要共被引文獻（部分）Table 1 Main co-cited literature（partial）

2.2.2 研究熱點分析

在本文中，運用可視化分析軟件VOSviewer對研究熱點進行聚類分析，將從Web of science中導出的文本文件導入，通過技術處理提取出每篇文獻的標題和摘要中的名詞性短語以及關鍵詞。結果如圖2所示。

圖2 研究熱點圖Fig.2 Map of research hotpots

人們對核安全的關注與核科學技術的發展有著密不可分的聯系。自核武器誕生以來，核安全就進入人們的視線，核電發展、核安全事故等都推動了核安全研究的進展。由圖2可得出：核安全的研究熱點大致可以分為四類（經處理后，將藍色節點和紫色節點并作一類），用不同的顏色進行表示，每個圓點表示一個研究內容，圓點越大，此研究內容在核安全領域中受到的關注程度和重視程度就越高。

第一類由紅色節點代表，一共包含59個項目。與其他節點密切相關且圓點較大的是fukushima（福島），chernobyl（切爾諾貝利），radiation（輻射），radiation protection（輻射防護），nuclear accident（核事故）等。涉及的內容主要是核安全事故，20世紀一共發生了24次級別不同的核事故，其中影響深刻的就有日本福島核事故。篩選文獻時發現，自福島核事故發生后，每年都有學者對福島事故進行研究，或研究其成因，或研究其影響，或研究其啟示。Joon-Eonyang［2］指出，福島第一核電廠事故暴露出用于確保核設施（包括核電廠）安全的常規方法中的許多問題。解決這些問題需要了解核設施構成風險的本質，以便系統地降低核設施的風險。

第二類由綠色節點代表，一共包含52個項目。和其他節點密切聯系且圓點較大的是politics（政治），policy（政策），governance（管理），cooperation（合作），alliances（聯盟），institutions（機構/制度）等，涉及的內容主要是國際核安全治理。主要有兩種路徑：其一，是借助現代信息技術，利用大數據和信息來進行現代化治理；其二，是建立國際治理機制，各國之間通過建立委員會、跨國集團等達成國際合作。Jack Boureston［3］表明，隨著民用核能的再次擴張，確保恐怖組織無法獲得核材料和放射性材料的任務變得更加緊迫和復雜，需要更大的國際合作。國際原子能機構（IAEA）是協助各國為和平目的開發和利用核技術的機構。然而，全球核安全制度并不全面，迫切需要加強建設。擴大原子能機構的作用和任務將帶來重大和直接的好處，實施的實際障礙也最小。Zhong，Xianping［4］指出許多研究人員已經開始將AI應用到核能領域，以此來克服傳統的、低效的核電廠運行控制方法所產生的問題。

第三類由藍色節點和紫色節點代表，一共包含67個項目。之所以將這兩類放在一起分析是因為其涉及的具體內容主要是核能安全利用的經濟性和環境可持續性特征。這兩類和其他節點密切聯系且圓點較大的是economics（經濟），climate change（氣候變化），waste（核廢料），generation（代際），renewable energy（可再生能源），sustainable development（可持續發展）等。氣候變化帶來的威脅要求國際社會采取強有力的行動來限制碳排放，核能這一清潔能源則被納入考慮范圍，A. Adamantiades［5］指出核能不會產生溫室氣體排放，它可能會在滿足全球電力需求方面發揮越來越大的作用。Wouter Poortinga［6］通過研究表明，即使前后發生了多次核事故，英國也十分支持發展核能，倡導以核能來改善氣候問題。Xiaoling Wang［7］通過研究發現大部分國家的經濟增長與核能之間都存在因果關系。因此，作者指出能源利用中的經濟、環境和社會可持續性應在政策導向和實施中得到更多關注。

第四類由黃色節點代表，一共包含35個項目。和其他節點密切聯系且圓點較大的有attitudes（態度），public acceptance（公眾接受度），acceptance（接受），risk（風險），public opinion（公眾觀點），public perception（公眾看法）等，涉及的內容主要是核電公眾溝通方面。自福島核事故發生后，大部分民眾談核色變，對核產生了抵觸心理，這在一定程度上抑制了核電的發展。Kitada，A［8］指出福島核事故之前，在切爾諾貝利事故和JCO臨界事故之后以及沒有事故或事件期間，持“明確反對意見”的受訪者比例為20%～30%，包括“減少、廢除、停止、不再使用NPG”和“排除維持現狀”。2011年5—7月，持“減少、廢除、停止和不再使用”等負面觀點的比例迅速上升，達到70%，此后保持穩定。Young Sung CHOI［9］表明公眾接受度已經成為核電計劃中的一個重要因素，尤其是在切爾諾貝利核事故和最近韓國的快速民主化之后。反映公眾意見以提高公眾接受度的一個方法是找出公眾對其政策選擇的偏好值。

在研究熱點方面，核安全研究與人類和平利用核能實踐緊密聯系在一起。21世紀，世界各國民用核項目步入復蘇期，人類所面臨的核安全的挑戰也在增加，主要有核安全事故、核廢棄物的輻射危害以及公眾接受度，同時還須加強核安全國際治理，把握核能安全利用的經濟性和環境可持續性兩大特征。因此，核事故和輻射防護、公眾接受度、國際治理等問題便自然而然地成為了國外學者及相關研究機構關注的熱點。

2.2.3 研究前沿分析

研究前沿的定義在CiteSpace軟件發行者陳超美教授看來是“一組突現（burst）”，通過分析文獻中出現的突現詞，可以得出該文獻探討的問題，從而進一步推測該領域的研究方向以及研究前沿，隨后進行歸納整理即可掌握該領域研究的重點、難點和突破點等。因此，運用Citespace軟件，選擇節點類型為關鍵詞，可以分析出如圖3所示的核安全領域關鍵詞時區共現圖。

圖3 關鍵詞時區共現圖Fig.3 Keyword time zone co-occurrence map

如圖3所示，每1個節點代表1個關鍵詞項目，粉白兩色相間的長方形色塊代表1個年份，關鍵詞共現的頻次數量越多，則兩個節點之間的連線越緊湊，節點的大小與關鍵詞在該研究領域中的重要性程度呈正相關的關系。

2002—2008年是核安全的研究逐漸興起時期，即圖1中的初步發展期。圖3中較為重要的詞語大部分是出自這一時期，如behavior（行為）、model（模型）、design（設計）、system（系統）、validation（驗證）等。這一時期，各種人因研究、模型、設計等的涌現為下一時間段的研究成果現世打下了堅實的基礎。Stephen M.Hess［10］等認為，核電廠安全管理和運行的影響因素模型是一個動態系統，該系統確定了核電廠管理技術對核安全風險會產生重大影響的事實，并解釋了核電廠安全管理和運行對商業核電廠安全風險影響的相關特征。Isaac J. Obadia［11］等介紹了一種適用于核及其他危險技術的適應性組織管理系統，該系統是基于以下假設開發的，即在這些組織中，安全是組織競爭力的關鍵戰略因素，強化安全文化的存在是安全的關鍵條件，而強化安全文化意味著組織變革。巴西核研究與開發機構——核工程研究所持續開發的管理系統，其結果驗證了開發管理系統中的理論假設，并得出結論，即開發的管理系統包括一個基于日常的綜合適應性框架，其持續和系統化的運行為危險技術組織的持續績效改進做出了許多貢獻，諸如管理體系使積極的安全文化增強成為可能，從而以積極的方式促進安全改進，進一步減少可能導致事故發生的人為或組織因素。

而在2009—2021年的上升期中，第一屆核安全峰會最大的成就則是把核安全全球治理提上了日程，management（管理）、research and development（研究和發展）、governance（管理）、efficiency（效率）等詞開始出現在學者的研究中。Chung Sch-yong［12］通過核安全峰會討論了核安全治理建設。該學者認為非國家行為者對核恐怖主義的威脅日益增加，這就需要加強有關具有法律約束力和不具有法律約束力的規約之間的協調。但在有效應對核恐怖主義方面缺乏有效的協調機制。為了解決這個問題，首屆核安全峰會在美國華盛頓按計劃進行并收獲了諸多成果。此外，隨著以往研究成果的積累和IT環境的快速發展，涌現出大數據、人工智能、人工神經網絡等技術，使得這一時期的關鍵詞有algorithm（算法）、artificial intelligence（人工智能）、 artificial neural network（人工神經網絡）、 computer code（計算機代碼）等，大數據，人工智能的快速普及為核安全提供了技術支持。Kyung Mo Kim［13］認為，提高核電廠的安全運行和應急能力可以通過應用第四次科技革命的創新技術來實現，如大數據處理、無人機、人工智能以及3D打印等。Tae Ho Woo［14］指出人工智能已經成為解決復雜工業系統中人為錯誤的另一種方法，尤其是在核電廠受到地震極端自然災害挑戰的情況下，基于人工智能的控制系統可以在地震事件中表現出非常好的反應能力。因此，核安全系統需要將基于人工智能的預警技術，與核電廠的傳統縱深防御原則相結合。

從研究前沿來看，針對核安全的研究除了模型設計、政策法規、安全文化之外，利用現代信息技術開辟核安全研究新思路成為核安全學者關注的新方向。在全球化形式日趨復雜的情況下，我們面臨的挑戰顯然無法以過往的經驗、眼光來對待。因此，關注現代信息技術的變化，以及如何將復雜多元的信息技術有針對性地運用到核安全研究中就顯得尤為重要，這也是國外學者研究的新方向。

2.2.4 國家地區分析

在CiteSpace 5.8 R3中，選擇國家作為分析節點，可以獲得各國發表的研究成果量以及他們之間的合作狀況。節點圓點的大小正比于節點所代表的國家（地區）的研究成果數量，而節點之間連線越多，說明國家（地區）之間的合作程度越緊密。節點圓點顯示的顏色越淺，說明這個國家（地區）研究核安全問題的時間越近，如圖4所示。

圖4 核安全研究主要區域分布圖Fig.4 Distribution of major countries （regions）for nuclear safety research

從圖4中可以看出，法國、中國、美國、德國、韓國節點較其他國家更大，產出的研究成果占多數，且研究的時間跨度大，持續的時間也比較久，大致從2002年延續到2021年。由CiteSpace的統計數據可知，法國出現的頻次為258次，中國出現的頻次為187次，美國出現的頻次為152次，韓國出現的頻次為137次，德國出現的頻次為137次。對各國出現的頻次進行降序排列處理，前20名的國家（地區）都是出現在2010年之前，這表明截至2010年，各國的研究已經為核安全的進一步發展奠定了堅實的基礎。美、韓、德三國之間連線最多，表明三國合作最為緊密。“核安全命運共同體”意識日漸深入各國人心，作為在全球具有強大影響力的中美兩國亦基于本國利益，逐漸加深核安全合作。在這令世界關注的重要進程中，交流溝通平臺的搭建及形成的協商機制無疑為核安全全球治理的推進起到重要作用。

2.2.5 共被引文獻分析

在CiteSpace中，在節點類型里選擇Reference，然后導入要處理的數據，可以獲得核安全研究文獻的共同引用。一些主要的文獻來源見表1。

如表1所示，前10名共同引用中有70%是在快速發展時期發表的。其中Steinhauser，G［16］于2014年在SCI TOTAL ENVIRON上發表的文獻在Web of Science中被稱為高被引文獻，截至2021年，此高被引論文基于對應領域和出版年的高被引閾值，其被引頻次已進入Environment/Ecology學術領域最優秀的 1% 之列。該文章著重比較了切爾諾貝利核事故和福島核事故對環境的影響，文章指出，這兩次核事故幾乎在所有方面（如環境、生命安全、食品安全等）都產生了影響，切爾諾貝利核事故的后果明顯超過了福島核事故的后果。這兩起核事故除造成了這些實質性的影響，還透支了公眾的信任。

2.2.6 研究趨勢分析

結合圖1所示的出版物數量，我們可以看到，2009年以后發表的文章數量正在迅速增長。因此，通過CiteSpace計算的2002—2008年和2009—2021年的關鍵詞聯合出現率，所得到的可視化數據如圖5和圖6所示。圖5和圖6展示了由此產生的可視化效果，圖5顯示，在緩慢發展期，關鍵詞之間的關系不是很密切，雖然關鍵詞的數量較多，但分布卻較為散亂，表明這一時期的專家學者對核安全的研究處于多方向探索階段，重點方向和熱點方向尚未明確。圖6與前一階段相比，關鍵詞之間的線條顏色更深，表明該研究更具有可持續性，對核安全后續研究的發展有所幫助。比較兩個階段的關鍵詞的頻率，結果見表2。前后兩個階段的關鍵詞詞頻差異懸殊（見表2），例如在最初的緩慢發展階段，最大的關鍵詞風險（risk）頻率是16，說明研究進展速度較第二階段慢，對于核安全的核心內容的研究深入程度還不夠。在快速發展時期，風險（risk）頻率達到109，與前一階段研究比較起來，出現了全面而深入的研究成果。accident（事故）詞頻從7次增加到65次，說明通過第一階段的發展，對于核安全領域的核心內容已經有學者進行了一定的探索研究。同時，neural network（神經網絡）、algorithm（算法）、artificial intelligence（人工智能）等概念均進入核安全研究的范疇之中，而且出現的詞頻不斷刷新。這說明現代信息技術不斷地融入核安全研究領域，產生了新的研究增長點，既拓寬了該研究領域新的研究視角，又形成了新的理論觀點，如核安全治理數字化轉型等。

表2 2002—2021年核安全研究關鍵詞和詞頻（部分）Table 2 Keywords and word Frequencies for both phases （partial）

圖5 2002—2008年關鍵詞Fig.5 Keywords 2002—2008

圖6 2009—2021年關鍵詞Fig.6 Keywords 2009—2021

從研究趨勢來看，針對核安全不再是分散化地進行單項淺層次的研究，而是進行系統化深入的研究。通過梳理研究項目之間的關系來分析核安全研究的現狀與不足，同時借助人工智能、神經網絡等現代信息技術，賦予核安全研究以科學性、嚴謹性與時代性。

3 結論與啟示

3.1 結論

在本文中，Web of Science數據庫被用來從文獻計量學的角度分析核安全文獻，總結了目前的研究現狀、熱點問題，分析了核安全未來可能的研究方向，然后得出結論如下：

第一，核安全的研究現狀。從論文的發表數量以及關鍵詞間的緊密聯系程度來看，當前國外對核安全研究呈現出快速發展的形勢。越來越多的研究者［25-33］及相關研究機構基于自身學科發展的背景，對核安全進行了程度不一的有益探索，并獲得了較豐富的研究成果。其中選擇國家作為節點的分析結果為：法國、中國、美國、德國、韓國排在前五名。現實中，這些國家一方面大力發展核能事業，一方面推動著核安全研究。我國核安全的研究與國外比較起來起步較晚，但是研究潛力不容小覷，并時刻關注國外研究走向，日漸起到主要作用。

第二，核安全研究熱點。核事故、國際核安全治理、公眾溝通等是核安全研究的主要關注熱點。進入21世紀以來，世界各國民用核項目步入復蘇期。而核安全研究與人類和平利用核能實踐緊密聯系在一起。因此，核事故、國際核安全治理等問題便自然而然地成為了國外學者［34-38］及相關研究機構關注的熱點。

第三，核安全研究趨勢。越來越多的學者將現代信息技術［39-44］（neural network，algorithm，artificial intelligence等）引入核安全研究領域，不僅拓寬了核安全領域新的研究視角，而且形成了新的理論觀點，如核安全治理數字化轉型等。同時，一些學者不斷地嘗試將多種分析工具結合起來靈活運用，這樣既可以有效彌補過去單一方法的局限性，又可以增強研究結論的科學性和可靠性。

3.2 啟示

本文的目的在于通過分析該領域的國外研究熱點、研究前沿、研究趨勢來為我國核安全研究提供基礎和啟示，從而助力于核安全全球治理實踐的發展和進步。中國作為負責任的大國和有核國家，理應為核安全治理做出貢獻，提供有效的中國方案。筆者從本文的研究結果出發，再結合中國國情，對我國核安全治理提出以下兩點建議：

第一，突出核安全命運共同體研究。眾所周知，核安全問題從來都不是一個國家或一個地區的問題。核安全關系著整個人類的福祉安康，沒有哪個國家可以獨自應對核安全事件的發生，也不存在哪個國家可以不受其害。在2016年的第四屆核安全峰會上，習近平總書記第一次提出構建“核安全命運共同體”，這既為新時代我國核安全發展指明了方向，也為實現全球持久核安全提供了中國方案，體現了中國作為負責任大國的擔當。同時，中國將繼續同各國攜手合作，共同打造“核安全命運共同體”，為增進人類福祉做出更大貢獻。這也將推動我國及全球核安全命運共同體的研究。

第二，加強數字技術與核安全治理融合研究。現代信息技術正深刻改變著人類的生產和生活方式。正如習近平總書記在2019年致中國國際智能產業博覽會的賀信中指出：“當前，以互聯網、大數據、人工智能等為代表的現代信息技術日新月異，新一輪科技革命和產業變革蓬勃推進，智能產業快速發展，對經濟發展、社會進步、全球治理等方面產生重大而深遠影響。”核電安全是國家安全的重要基石，核電機組是當今世界上技術最復雜的設備之一。要保障這種技術最復雜、安全運行要求極高且運行壽命很長的設備系統安全運行，只有走數字化轉型的道路，才能極大地提升其安全運行水平，這就要求我們深入核安全治理數字化轉型研究，以指導快速發展的核安全治理實踐。