近日，核能安全所科研人員在反應堆屏蔽設計方面取得新進展，相關成果發(fā)表于核工程與設計領域權威期刊Nuclear Engineering and Design上。

神經網絡模型圖

微小型反應堆作為靈活、安全、低碳能源的解決方案 ，具備緊湊化設計 、輕量化屏蔽 、高固有安全性、多場景兼容性等特點 ，適用于深空探測、海洋平臺、偏遠地區(qū)供電、應急能源及分布式供能等領域場景。其中輕量化屏蔽設計面臨著空間限制、重量約束和新型屏蔽材料研制等諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的屏蔽設計方法通常依賴經驗模型和蒙特卡羅模擬計算等方法，然而在減重降容高要求與處理復雜的多材料配置時，存在計算速度較慢、重復迭代、局部受限等問題。

本研究中，科研人員以空間堆為研究對象，開發(fā)了一種基于自注意力機制的神經網絡模型，用于快速預測反應堆的輻射屏蔽設計方案。該模型采用研究所自主研發(fā)的蒙特卡羅粒子輸運軟件SuperMC，計算空間堆在不同屏蔽設計方案下屏蔽體質量、輻射劑量等相關數(shù)據(jù)，構建了屏蔽設計方案參數(shù)數(shù)據(jù)集，并開展模型訓練，將屏蔽體質量和輻射劑量限制要求作為神經網絡的輸入，最后生成對應的屏蔽設計方案。測試結果表明，該模型能夠保證計算精度，不僅滿足設計需求且大幅度縮短了計算時間，屏蔽體質量與輻射劑量偏差在3%以內。該模型作為一種快速可行的方法，能夠擴展應用到其他堆型及不同應用場景下的屏蔽設計優(yōu)化中。

該研究工作為微小型反應堆屏蔽設計優(yōu)化提供了創(chuàng)新手段。核能安全所碩士研究生陳琦升為論文第一作者，楊子輝副研究員為該論文的通訊作者。