Trí tuệ nhân tạo săn lùng vật liệu hạt nhân bất hợp pháp

Một nhóm nhà nghiên cứu Đại học Texas A&M đang khiến những kẻ xấu khó thành công hơn. Nếu lực lượng biên phòng đánh chặn vật liệu hạt nhân bất hợp pháp, nhà điều tra cần biết ai đã sản xuất chúng và chúng đến từ đâu. May mắn thay, vật liệu hạt nhân mang một số dấu hiệu pháp y nhất định có thể tiết lộ thông tin có giá trị - giống như dấu vân tay có thể xác định tội phạm.

Ví dụ, khi nhà khoa học kiểm tra nồng độ của một số đồng vị gây ô nhiễm quan trọng trong các mẫu plutonium đã tách, họ có thể xác định 3 thuộc tính khác nhau về lịch sử của mẫu: loại lò phản ứng hạt nhân đã sản xuất ra nó, plutonium hoặc uranium được chứa trong lò phản ứng đó trong bao lâu và cách thức được sản xuất.

Với những phương pháp luận thống kê hiện tại, nhà khoa học có thể xác định 3 thuộc tính này bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu được tạo để lưu trữ thông tin cần thiết như một biến thể toán học của các thuộc tính này cho mọi loại lò phản ứng hạt nhân khác nhau và tìm ra ai đã tạo ra vật liệu.

Sunil Chirayath, tác giả của một nghiên cứu mới về pháp y hạt nhân được công bố gần đây trên tạp chí Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân, bình luận: “Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu nhà điều tra phải xử lý một mẫu plutonium hỗn hợp? Giả sử kẻ xấu trộn vật liệu từ hai lò phản ứng hạt nhân vào hai thời điểm khác nhau và vật liệu đó được làm lạnh trong những thời điểm khác nhau. Kẻ xấu có thể cố tình làm điều này để ngụy trang”.

Các mẫu vật liệu hạt nhân hỗn hợp khó xác định hơn đáng kể bằng những phương pháp luận truyền thống. Trong tình huống thực tế, thời gian thêm cần thiết có thể gây ra tác động thảm khốc đến cộng đồng toàn cầu.

Để cải thiện quy trình, Sunil Chirayath - phó giáo sư Khoa Kỹ thuật Hạt nhân và giám đốc Trung tâm Sáng kiến Chính sách và Khoa học An ninh Hạt nhân của Trạm Thí nghiệm Kỹ thuật Texas A&M - cùng với nhóm nghiên cứu của mình, đã phát triển một phương pháp luận sử dụng máy học - một loại trí tuệ nhân tạo.

Chirayath tạo ra một số điểm đánh dấu nhận dạng thông qua mô phỏng và sau đó lưu trữ dữ liệu đó trong cơ sở dữ liệu 3D. Mỗi thuộc tính là một cấp của cơ sở dữ liệu và một máy tính tiêu chuẩn có thể nhanh chóng xử lý dữ liệu và dẫn dắt nhà điều tra đến loại lò phản ứng tạo ra mẫu plutonium - và, có khả năng là các nghi phạm - bằng cách ghép các mảnh ghép khác được thu thập thông qua pháp y truyền thống.

Ba thí nghiệm chiếu xạ uranium bằng ba loại lò phản ứng khác nhau và kiểm tra sau chiếu xạ đã được tiến hành tại Texas A&M cho đến nay. Không cần biết nguồn gốc của các mẫu, nhà nghiên cứu Patrick ONeal đã xác định thành công nơi từng mẫu plutonium được sản xuất bằng cách sử dụng máy học.

Công việc đang được thực hiện thông qua một tổ hợp các phòng thí nghiệm quốc gia và trường đại học được hỗ trợ bởi Cục Quản lý An ninh Hạt nhân Quốc gia Bộ Năng lượng Mỹ. Tổ hợp tập trung vào việc phát triển những phương pháp phát hiện và ngăn chặn phổ biến vũ khí hạt nhân mới và đào tạo thế hệ tiếp theo các chuyên gia an ninh hạt nhân.

Nhóm của Chirayath sẽ sớm tiến hành một lần chiếu xạ nữa và cuộc kiểm tra sau chiếu xạ tương ứng với kinh phí đã có sẵn. Bước tiếp theo là đưa phương pháp học máy này đến những phòng thí nghiệm cấp cao của chính phủ - nơi nhà nghiên cứu có thể làm việc với các mẫu vật liệu hạt nhân lớn hơn nhiều.

Chirayath tự tin rằng những nỗ lực ngăn chặn phổ biến vũ khí hạt nhân đang có kết quả. Chirayath cũng lưu ý rằng với sự gia tăng sản xuất năng lượng hạt nhân, nguy cơ công nghệ này sẽ được sử dụng để chế tạo vũ khí có khả năng hủy diệt hàng loạt ngày càng cao.

Chirayath bình luận: “Chúng tôi phải đảm bảo các vật liệu không bị chuyển hướng khỏi mục đích sử dụng vì mục đích hòa bình. Chúng tôi cần tăng cường mọi công cụ và phương pháp luận của mình, nhưng đó không chỉ là những công cụ kỹ thuật. Chúng tôi cũng phải tăng cường mọi chính sách cũng như thỏa thuận để ngăn chặn sự phổ biến hạt nhân xảy ra”.