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人工智能将改变核科学与技术的七种方式

发布时间：2024-3-14 16:46   

过去十年，人工智能发展迅速，日益成熟，能解决的问题越来越复杂。制造、运输、金融、教育和医疗保健等不同部门都在部署人工智能。同样，人工智能也可能推动核应用、科学与技术发展。在核领域利用人工智能可以积极促进应对从粮食安全到气候变化等一系列当前最为紧迫的挑战。
人工智能已经并将继续以某些方式促进核技术的和平应用。原子能机构的新出版物《人工智能促进核应用、科学和技术加速发展》对这些进行了更详细的讨论。 
1.人体健康
人工智能有助于抗击疾病，现已用于支持癌症诊断和治疗，通过改进图像解释和精确描绘肿瘤轮廓，制订更准确的治疗计划和实现适应性放射治疗，即根据个体患者解剖学特征而量身定制的一种治疗过程。原子能机构最近在该领域启动了一个协调研究项目 。
人工智能还将在原子能机构的人畜共患疾病综合行动倡议中发挥重要作用，帮助专家更好地了解人畜共患疾病对人体健康的影响，预测、评估和遏制此类疾病未来暴发。
2.粮食和农业
人工智能工具与核技术相结合，有助于使粮食系统更可持续，更能适应气候变化，同时还可以解决粮食不安全和营养不良问题。
专家们部署人工智能来处理和分析数据，以提高作物产量，估计土壤湿度，治理受放射性污染的土地，侦查和预测食品欺诈事件，并改进灌溉方式。
3.水和环境
同位素方法让专家们能够研究和跟踪水在水文循环的不同阶段如何迁移以及在循环中因气候变化而发生了哪些变化。专家们已应用基于人工智能的方案来快速分析存储在原子能机构和世界气象组织维护的全球降水同位素网等全球储存库中的大量水相关同位素数据。
利用人工智能促进对这些数据的有效和高效分析，有助于科学工作者了解气候变化及其对全球水资源可用性的影响。
4.核科学与聚变研究
人工智能在核科学中发挥着越来越重要的作用。人工智能用于数据分析、理论建模和实验设计，有助于加速例如 核数据和原子数据评价和汇编等领域的基础研究，并推进技术创新。
得益于人工智能应用的一个特殊领域是聚变研究。凭借其解决大型复杂问题的能力，人工智能可以通过建模和模拟助力实验和科学发现。一个为期五年的新的原子能机构协调研究项目涵盖了人工智能的这些应用，旨在加速聚变研究与发展。
5. 核电
核电是一种可靠的低碳能源，人工智能的应用对其大大有益。通过将真正核设施的数字模拟与人工智能系统相结合，核工业可以对复杂的程序进行优化，改进反应堆的设计、性能和安全。这种优化可以提高营运效率，降低维护成本。
机器学习是人工智能通过分析大量数据进行学习的过程，有助于实现任务自动化，从而提高可靠性并避免错误。此外，人工智能具有相当大的分析和预测潜力，可以帮助监测电厂流程和探测异常情况。
6.核安保和辐射防护
随着越来越多的国家选择将核技术用于和平目的并实施了核电计划，原子能机构不断努力确保保护人类和环境免受电离辐射的潜在有害影响。
人工智能可通过多种方式促进核安保和核安全：用于处理辐射探测系统的数据，以加强对核材料和其他放射性物质的探测和识别；用于分析实物保护系统的数据，以改进对入侵者的探测；还有助于发现可表明核设施遭网络攻击的异常情况。此外，在辐射防护领域，将人工智能纳入安全标准相关软件中，可以加强对医疗、建筑、采矿、航运、农业和核电领域数百万受职业照射工作人员的保护。
7.保障
保障是原子能机构借以提供有关各国在履行其法定义务、将核材料仅用于和平目的的可信保证的技术核查措施。原子能机构对各国已申报的核材料和核相关活动进行评定，致力于通过视察核设施和核场址等措施来核实不存在未申报的核材料和核活动。
保障有赖于通过诸如卫星图像、环境采样、γ射线光谱学和视频监视等各种手段获得的大量数据。人工智能可有助于核视察员和保障分析员分析这些数据。机器学习方法已用于探测大型数据集中的异常值，并协助验证乏燃料和分析监视记录。预计人工智能将通过减少视察员执行的重复性任务数量，进一步提高保障实施效率。
未来展望
原子能机构为专业人员提供跨学科论坛，以讨论和促进核应用、科学和技术领域应用人工智能方面的协作，并致力于通过其人工智能用于原子平台共享知识并建立伙伴关系。作为该倡议的一部分，原子能机构与国际电信联盟、联合国人工智能机构间工作组和近40个其他联合国组织合作，为利用人工智能加速可持续发展提供坚实基础。
来源：国际原子能机构
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