人工智能方法在AWCC中3He管排布设计的应用

王 端，李多宏，韦子豪，侯 丞，林 辉，李 达，刘立坤，武朝辉

(1.核工业大学，北京 102413；2.国家核安保技术中心，北京 102401；3.中国原子能科学研究院，北京 102413 )

有源井型符合中子计数器(AWCC)是一种测量核材料质量属性的无损分析装置，基本原理是利用同位素中子源激发物料中的铀元素产生诱发裂变反应。该装置采用符合中子测量的方法，去除来自中子源随机中子的干扰，从而达到确定物料中铀含量的目的，对发展针对核材料的无损测量技术十分有意义。AWCC测量方法快捷方便、可靠性强，已被国际原子能机构(IAEA)确认为国际核材料核查的通用装置[1-4]。为提高AWCC的探测效率，需进行优化设计。现有的中子符合计数器优化设计通常基于3He管环状分布模式，针对某一待优化的结构参数分别设置3～5个值，建立不同的模型[5-9]。然而，仅考虑3He管环状分布模式，其生成的方案不具有普遍性；对某一结构参数仅选取3～5个值，以这种方式生成的方案，数目仅有几十个，选择余地小，且结构参数的选取范围依赖于研究者的经验，难以找到全局最优的方案。

3He管排布设计本质上是一数学优化问题[10-11]，即在其他参数确定的前提下，寻找最优排布，使得探测效率最高。但在优化模型中，目标函数探测效率不能用3He管排布的明确数学函数表示，其值只能是已知3He管排布的前提下，通过实验或数值模拟获得，这不仅导致依靠数学表达式的确定性优化算法使用受限，同时也是整个优化计算中最耗时的部分，使得快速、准确搜索出全局最优解成为非常困难的问题。……