近日，原子能院核數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際上首次提出，采用耦合深度相移神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CPSDNN)方法開展中子共振截面建模計(jì)算，實(shí)現(xiàn)中子共振能區(qū)與快中子能區(qū)裂變截面的自洽計(jì)算，為面向未來(lái)的中子共振數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)提供新思路。該方法豐富了機(jī)器學(xué)習(xí)在核物理中的應(yīng)用，對(duì)于核數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)建庫(kù)有重要意義。 研究成果發(fā)表在核物理國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊《物理快報(bào)B》(Physics Letters B)，文章第一作者為原子能院核物理研究所博士研究生邢康，通訊作者為核物理研究所研究員續(xù)瑞瑞，共同通訊作者為廣西師范大學(xué)教授孫小軍。

耦合相移神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

中子共振截面數(shù)據(jù)是核反應(yīng)數(shù)據(jù)的重要組成部分，涉及十分復(fù)雜的原子核共振反應(yīng)物理過(guò)程，是核數(shù)據(jù)研究的難點(diǎn)。美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、歐洲核能協(xié)會(huì)等機(jī)構(gòu)曾先后研發(fā)SAMMY、REFIT等共振分析軟件，主要技術(shù)框架采用常見的R矩陣?yán)碚撆c多維實(shí)驗(yàn)擬合，適用范圍較廣，但由于種種原因，未應(yīng)用于我國(guó)核數(shù)據(jù)研究。為此，原子能院、清華大學(xué)、南開大學(xué)等主要核研究院所與高校也研發(fā)了基于R矩陣?yán)碚摰腞AC、FDRR程序等，主要功能用于處理共振峰較少的輕核，但當(dāng)前方法尚無(wú)法計(jì)算涉及千余共振峰的鈾、钚等重核。

針對(duì)以上問(wèn)題，原子能院核數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新地提出將機(jī)器學(xué)習(xí)算法——耦合相移深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法應(yīng)用于該領(lǐng)域，將中子共振數(shù)據(jù)在頻域空間上從高頻相移到了低頻，快速高效地再現(xiàn)鈾-235中子裂變截面3000多個(gè)共振峰與快中子能區(qū)裂變截面，在該領(lǐng)域研究取得重要進(jìn)展。

耦合相移神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練鈾-235中子裂變截面結(jié)果圖

作為人工智能(AI)研究熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，機(jī)器學(xué)習(xí)方法旨在通過(guò)數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，使計(jì)算機(jī)能夠從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)規(guī)律，并利用所獲規(guī)律對(duì)未知數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)或判斷，從而使計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自我改進(jìn)，而非依賴人工顯式編程。