美國人認(rèn)為，歷史上，軍備控制和不擴(kuò)散條約和協(xié)定的范圍受到可靠核查遵守情況的需要的限制。換句話說，必須在秘密核活動(dòng)發(fā)展到可能對(duì)美國國家安全資產(chǎn)造成不利影響的程度之前就檢測出作弊行為。使用對(duì)峙檢測技術(shù)來可靠地監(jiān)視大多數(shù)核活動(dòng)非常困難，因此，核查是否遵守核不擴(kuò)散和軍備控制協(xié)定的能力取決于可以商定的合作準(zhǔn)入的水平以及一次可以部署的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這種訪問。在構(gòu)思新的有管理通道安排并開發(fā)相關(guān)的使能技術(shù)時(shí)，決策者將獲得新的軍備控制選擇權(quán)。

 

　　想象一下一群裝有智能探測器的自動(dòng)三腳滾動(dòng)機(jī)器人，以支持核保障措施并核實(shí)軍備控制協(xié)議。這種由美國能源部（DOE）的普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室（PPPL）和普林斯頓大學(xué)開發(fā)的機(jī)器人的原型，最近展示了識(shí)別核輻射源的能力以及是否會(huì)被屏蔽以避免探測。
 

 

　　在PPPL試驗(yàn)中，能從放射性元素中檢測出中子的機(jī)器人被研發(fā)，為美國國務(wù)院資助的一個(gè)為期兩年的項(xiàng)目畫上了句號(hào)，該項(xiàng)目也為美國能源部的核查技術(shù)聯(lián)合會(huì)做出了貢獻(xiàn)。遠(yuǎn)程控制的原型為進(jìn)一步開發(fā)移動(dòng)和完全自主的集群奠定了基礎(chǔ)。普林斯頓大學(xué)天體物理科學(xué)教授，該項(xiàng)目的首席研究員PPPL物理學(xué)家羅布·戈德斯頓說：“該演示完全證實(shí)了該機(jī)器人探測中子源并對(duì)此提供了精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的能力。”

 

　　普林斯頓大學(xué)工程學(xué)教授，普林斯頓大學(xué)科學(xué)與全球安全計(jì)劃的聯(lián)合主任，共同首席研究員亞歷克斯·格拉澤（Alex Glaser）認(rèn)為這同樣具有啟發(fā)性。他說：“我們所看到的一切看起來都很棒，而且很有希望。” “ PPPL為該項(xiàng)目提供了大力支持。”

 

　　現(xiàn)在已校準(zhǔn)的“檢查機(jī)器人”由一個(gè)聚乙烯塑料圓筒組成，該圓筒包含三個(gè)相距120度的中子計(jì)數(shù)器，并安裝在帶有專用輪的機(jī)器人上，該專用輪使其能夠沿任何方向移動(dòng)。該探測器由戈德斯頓（Goldston）和普林斯頓大學(xué)前博士后研究員莫里茨·庫特（MoritzKütt）設(shè)計(jì)，既對(duì)被探測中子的能量具有高靈敏度，又對(duì)中子的前進(jìn)方向提供了靈敏度，但又能對(duì)低能量進(jìn)行屏蔽。

 

　　當(dāng)機(jī)器人得到充分的發(fā)展后，它可以成為在不同類型設(shè)施中執(zhí)行檢查任務(wù)的一群設(shè)備的一部分。擬議的申請(qǐng)可包括：

 

　　保護(hù)氣體離心濃縮廠，濃縮鈾的設(shè)施為核電站提供燃料。這些工廠通過離心機(jī)將一種氣態(tài)鈾轉(zhuǎn)化為粉末并插入燃料棒。探察機(jī)器人可用于探測未申報(bào)的高濃縮鈾從一小部分轉(zhuǎn)移到未申報(bào)用途的核電站的提取；這些機(jī)器人可以進(jìn)一步探測到將低濃縮鈾（而非天然鈾）引入一個(gè)稍加改進(jìn)的濃縮工廠，以生產(chǎn)武器級(jí)鈾；swarm還可以通過檢查儲(chǔ)存核彈頭的設(shè)施等任務(wù)，為未來的裁軍條約做出貢獻(xiàn)，為拆除核彈頭做準(zhǔn)備。機(jī)器人可以探測到彈頭是否真的存在，以及申報(bào)的武器數(shù)量是否正確。它們還可用于確定已申報(bào)的非核軍事設(shè)施不含核材料。

 

　　具有開發(fā)人員和PPPL健康物理小組成員的中子探測器機(jī)器人：
 

左起：凱茜·薩維爾（Cathy Saville）；蘇珊·蒂爾（Susan Thiel）；亞歷克斯·格拉瑟; 達(dá)倫·湯普森（Darren Thompson）；普林斯頓大學(xué)研究生Soha Aslam；羅伯特·希奇納 羅布·戈德斯頓；喬治·阿西奧內(nèi)；安迪·卡爾佩 帕蒂·布魯諾。
圖片來源：Elle Starkman / PPPL通信辦公室

 

　　戈德斯頓說：“我非常感謝幫助校準(zhǔn)機(jī)器人的健康物理團(tuán)隊(duì)的專業(yè)精神和支持。我們也對(duì)安迪·卡爾佩（Andy Carpe）表示了極大的感謝，他為我們克服了各種障礙。”

 

　　他們開發(fā)的下一步包括設(shè)計(jì)用于指導(dǎo)機(jī)器人的機(jī)器學(xué)習(xí)軟件，以及使機(jī)器人能夠在檢查過程中相互通信的技術(shù)。在人工智能（AI）系統(tǒng)，由主要研究者娜奧米·倫納德，機(jī)械和航空航天工程的埃德溫·S. Wilsey教授在普林斯頓，導(dǎo)致采用所謂的多臂bandit方法，這是一種以從一系列老虎機(jī)中獲得最佳結(jié)果而命名的統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。其尋找未申報(bào)活動(dòng)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是在繼續(xù)探索還是停止利用可能表明行為異常的小信號(hào)之間做出明智的選擇。

 

　　該項(xiàng)目的構(gòu)想可以追溯到2014年，當(dāng)時(shí)Goldston和研究生Mark Walker聽說了另一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室安裝了一個(gè)裝有中子探測器的天花板，當(dāng)載有鈾氣體的卡車經(jīng)過濃縮時(shí)，這些探測器全部消失了。這引發(fā)了關(guān)于機(jī)器人檢測系統(tǒng)的討論。“我說，'機(jī)器人呢？'”戈德斯頓回憶道，馬克說：“ 機(jī)器人呢，聽起來很瘋狂！”

 

　　但是戈德斯頓在與國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的檢查員和工廠運(yùn)營商的討論中鼓勵(lì)探討此選項(xiàng)。格拉瑟（Glaser）向美國國務(wù)院提交了一份提案，其中有PPPL的分包合同，以構(gòu)造和校準(zhǔn)單個(gè)檢查機(jī)器人，這是該團(tuán)隊(duì)所實(shí)現(xiàn)的。

 

　　去年夏天，該項(xiàng)目發(fā)展迅速。哈利·費(fèi)特奇（Harry Fetsch）是哈利·穆德學(xué)院（Harvey Mudd College）物理專業(yè)的學(xué)生，該實(shí)驗(yàn)室是PPPL的科學(xué)本科實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)場所（SULI），哈利·費(fèi)特奇運(yùn)行了數(shù)千臺(tái)計(jì)算機(jī)來模擬檢測系統(tǒng)。格拉瑟說：“這些模擬為我們進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)提供了依據(jù)。”

 

　　戈德斯頓現(xiàn)在計(jì)劃參觀美國能源部薩凡納河核燃料制造廠，以探索在濃縮工廠的產(chǎn)出得以通過的設(shè)施中對(duì)檢查機(jī)器人進(jìn)行測試的可能性。他談到用于加熱鈾并將其送入制造廠的設(shè)備時(shí)說：“我們想看看我們是否能夠測量從高壓釜中出來的中子。”戈德斯頓說，隨著進(jìn)一步的發(fā)展，該項(xiàng)目可以證明“簡單而強(qiáng)大的自主，移動(dòng)，定向和光譜敏感的中子探測器可以提供一種經(jīng)濟(jì)有效的手段，以此作為提供有效而有效的驗(yàn)證。”

 

　?。ū疚纳婕皩I(yè)術(shù)語過多，內(nèi)容以相關(guān)原文為準(zhǔn)）

 

　　普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室（PPPL）是美國能源部等離子體物理和核聚變科學(xué)國家級(jí)實(shí)驗(yàn)室，位于新澤西州普萊恩斯伯勒鎮(zhèn)普林斯頓大學(xué)的福雷斯特校園。其主要任務(wù)是研究和發(fā)展聚變作為能源。它源于控制戰(zhàn)爭熱核反應(yīng)的最高機(jī)密的冷戰(zhàn)項(xiàng)目，即馬特宏峰計(jì)劃。1961年，解密后，馬特宏峰計(jì)劃更名為普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室。普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站：

 

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