第一个数据点:承包商为木材,干墙,布线,水泥,涂料进行订单,您需要建立一个不起眼的仓库所需的所有材料。
第二个数据点:一千英里之外,一辆货运卡车上的磁悬浮高速轴承被盗。
第三个数据点:油勘查公司发现它在传感器中使用的放射源之一,从钻孔收集地质数据已经缺失。
第四个数据点:一个中型城市的移动辐射探测器发现了高于正常背景辐射的痕迹。
然后,数据分析师在安全设施中使用计算机,以及一些高度复杂的数据分析技术,将这四个点连接为非法核扩散活动的迹象。简而言之,有人可能试图建造一个肮脏的炸弹 - 但现在我们正在上他们。
这种早期发现是目标的目标防扩散启用能力联盟,由资助的合作伙伴关系国家核安全局并由NC状态引导。CNEC的合作伙伴包括七所大学和四个国家实验室,全部合作阻止非法扩散核武器。
CNEC的主要使命体现在它的名字中:该联盟的目标是增强防扩散社区的能力,尤里·阿兹米说北卡罗来纳州立大学核工程学院也是cnnec的主任。
“我们不一定提供当今现场所需的小工具,但我们正在提供能力 - 人力资源,理论,分析技术 - 使我们无法解决今天的小工具,”Azmy解释道。“技术突破通常从基本转变或发现开始,让人们意识到他们可以做他们认为他们无法做到的事情。一旦存在这种功能,就会构建它的实现。“
CNEC的大部分工作分为四个推力区域:
1.签名和可见
阿兹米说:“当核扩散活动发生时,很多事情都会发生:人们为后勤人员购买食物,他们购买建造设施的材料,他们获得专门的设备,他们接触到辐射源或特殊的核材料。”“所有这些东西都可能和你能接触到的一大堆其他数据混在一起。你希望能够从这些数据中提取出一个“签名”,表明“这个国家的实体正在做一些相当于潜在扩散风险的事情”。’你必须能够得出比表面现象更深刻的结论,才能找出不明显的关系。”
该推力地区的研究由伊利诺伊州伊利诺伊大学的Clair Sullivan领导,并涉及John Mattingly,NC州核电工程副教授,他是CNEC的共同主管和技术总监。
2.仿真、分析与建模
cnnec开发的工具可以让科学家更好地模拟辐射从源头到测量点的扩散,特别是当辐射源被运输或隐藏在秘密扩散活动中。
“假设有一个辐射源隐藏在城市环境中,”阿兹米说。“你想驾驶着探测器四处寻找它,所以你需要能够测量辐射场;但是您还需要创建模型来补充您的测量并增强您的假设的可行性。这些模型需要了解辐射如何从发射的地方移动到你观察到的地方。因为你会遇到不同类型的辐射以及辐射通过的不同材料,这是一个非常复杂的问题。”
对解决这个复杂问题的渴望推动了迪伦·霍格兰(Dylan Hoagland)的研究,他是北卡罗来纳州立大学核工程博士生,也是cnnec研究员。Hoagland博士的研究——改进显示中子如何从辐射源传播的计算模型——正好位于模拟、分析和模拟推力区域。
“我记得我小时候看的PBS节目新星他们正在谈论字符串理论和量子力学以及它的所有含义,我以为它是吹嘘你如何从做数学才能推断你的现实,“霍格兰回忆说。现在,他正在努力提高模拟放射源发出的中子和光子行为所需的大规模平行计算机计算所需的令人恐惧的数学。
Hoagland说,在处理隐藏在大型复杂设施中的核材料,比如隐藏在体育场中的脏弹时,有一个强大的模拟系统是有用的。
“你的计算模型越强大,你可以找到核材料的更快,”他说。作为他CNEC奖学金的一部分,Hoagland将在2017年夏季在Los Alamos国家实验室工作。
CNEC在这一领域的大部分研究涉及通过CNEC技术总监John Matting领导的辐射运输建模的改进。
3.数据融合与分析技术
CNEC利用了NC州的大数据领导,开发了赋予分析师的工具,以解压缩数据中的有用信息。
Azmy解释说:“在这种情况下,‘融合’指的是将多个信息流和数据混合成一条思路,然后产生有利于决策者的信息。”这通常不是一个是或不是的决定。这是一个微妙的决策流,因为你需要监控的东西,以捕捉扩散活动,可能是非常无辜的表面;但是当你把它们加在一起时,它们就变成了恶意目标的指示。所以,你把大量的数据输入计算机器,数据就会告诉你这里发生了一些可疑的事情。”
这个推力领域由艾莉森·威尔逊领导,他是北卡罗来纳州的统计学教授,也是与国家安全局合作的北卡罗来纳州分析科学实验室的负责人。
为了捕捉扩散活动,你需要监控的东西表面上可能非常无害。
4.更换危险的放射源
自发现以来,辐射已被用于许多良性的应用——医学成像和治疗,食品辐照,甚至石油勘探。有三种辐射源是这样使用的:长寿命的放射性同位素,短寿命的放射性同位素和加速器产生的辐射,如x光机。加速器产生的辐射是最安全的,因为它不能用于核扩散活动;它实际上有一个关闭开关。从防扩散的角度来看,如果所有的工业辐射都能由加速器产生,那将是更好的选择,但由于各种物流和经济原因,这是不可能的。
下一个最安全的辐射是由短寿命的放射性同位素产生的。这些同位素的半衰期持续到几天内。“如果你有一个半衰期的放射性同位素,你一整天都持有它,那么在一天结束时,它基本上会变得太弱,”阿兹米说。该特征使短寿命的放射性同位素不适合扩散活动 - 以及许多工业用户的硬销售。
阿兹米说:“工业界的许多人显然更喜欢使用寿命较长的放射性同位素,但这些是最危险的。”想象一下,一家公司使用一种半衰期只有几年的放射性同位素。如果一个流氓偷走了放射性同位素,然后把它藏了一个星期,然后用在脏弹中,这种材料仍然是非常危险的。”
cnnec的这一推力研究领域将帮助使用长寿命放射性同位素的工业用户转换到短寿命放射性同位素或加速器产生的辐射,这意味着世界上可能的核扩散者获得的辐射源将更少。该领域由堪萨斯州立大学Bill Dun领导,涉及罗宾·加德纳,北卡罗莱纳州立大学核工程校友杰出研究生教授,他是北卡莱纳州立大学的首席研究员和首席科学家。
培养跨学科专家
除了这四个主要领域外,中国核安全中心还在培训下一代核安全政策专家方面做着至关重要的工作。其中一个领导者是Bill Boettcher,他是政治科学的副教授人文与社会科学学院。Boettcher是一项核安全和非透明政策专家,其与CNEC合作侧重于课程开发和教学。
“我们希望培养从事防扩散工作的人员,”伯切尔说。“我们希望培养出懂得足够政策的核工程师,在国家实验室或能源部从事防扩散工作。我们还希望培养政策专业的学生,让他们对所涉及的技术有足够的了解,以便在国务院或其他政策部门工作时能够熟练掌握。”
伯彻解释说,核安全管理局已经认识到,从事核安全和不扩散领域工作的人对他们的课题采取的是“偶然但最终是跨学科的”方法,而这些人中的许多人正在退休。该机构希望cnnec通过设计来培养该领域的下一代专业人员,使他们成为跨学科的。为此,伯切尔和他的cnnec同事创建了一个全新的核不扩散科学和政策研究生证书,该证书于2017年春季录取了第一批学生。
Azmy说,教育,检测,模拟,建模,分析 - CNEC对所有这些前沿的非分化斗争,因为这是挑战所要求的。
“不可渗透是一个广泛的问题,”他说。“这就是为什么联盟内的这些区域不住在筒仓中;我们在他们身上沟通。所有这些方面都进入了一个决策机,有人将要用来说,“这是一个结论。这是我们需要做些什么来打击核扩散。“
