近日，由中國核動力研究設計院先進核能技術全國重點實驗室“核工業智能科學計算”團隊(AIDIND)牽頭，浙江大學、西安交通大學合作的研究成果“純微分形式中子輸運方程”已在中科院1區TOP頂刊《中國科學：物理學力學天文學》英文版2025年第7期正式發表。此項研究成果開發出一種利用人工智能結合“純微分”輸運方程形式的新方法，讓核反應堆中子輸運計算變得更快速、更高效。

中子輸運方程是核科學領域描述中子從產生到消亡輸運過程的方程，精確高效的中子輸運計算是國家重大需求牽引的基礎研究，也是核反應堆物理研究的關鍵領域，對反應堆的堆芯裝載與燃料管理起著至關重要的作用。

隨著人工智能的發展，利用深度學習方法求解中子輸運方程在計算精度、連續性等方面表現出獨特優勢，成為了確定論方法與統計模擬方法外的新路徑，但這條新路徑采用傳統的“積分-微分方程”輸運方程形式，由于復雜的散射和源項積分項導致了大量數值計算，造成嚴重的算力損耗，效率亟待提升。

文章創新性地提出了“純微分”輸運方程形式，在保持計算精度相似的條件下，大幅度提升了深度學習方法和傳統方法數值計算效率。文章從理論上分析了“純微分”輸運方程形式計算復雜性下降的原因，并通過多個典型案例驗證了該方法有效性，并給出新形式方程各項參數的物理意義。研究成果具有良好的推廣意義，除核領域外，還對天體物理中的輻射輸運、流體力學、傳熱學等相關基礎領域具有重要的參考價值。