数据侦探追踪跨越Nukes

• 第一个数据点：承包商订购木材、干墙、电线、水泥、油漆——建造一个不起眼的仓库所需的所有材料。
• 第二个数据点：千里之外，一辆货车上的一批磁性高速轴承被盗。
• 第三个数据点：一家石油勘探公司发现，它用于收集钻孔地质数据的传感器中的一个放射源已经丢失。
• 第四个数据点：中型城市的移动辐射探测器发现高于正常背景辐射的辐射痕迹将占用。

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联盟用于非脱色能力，由国家核安全局资助，北卡罗来纳州领导的伙伴关系。中国核工业委员会的合作伙伴包括七所大学和四个国家实验室，它们都合作制止核武器的非法扩散。

北卡罗来纳州杰出核工程教授、北卡罗来纳州核工程委员会主任尤斯利·阿兹米说，北卡罗来纳州核工程委员会的主要使命体现在它的名字上：这个联合体旨在提高防扩散界的能力。

“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。“

“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。”

CNEC由NC国家教师成员领导，来自左边的Consortium的总监Yousry Azmy;罗宾加德纳，其首席科学家和John Mattingly，其技术总监。

CNEC的大部分工作分为四个推力区域：

1.签名和观察到专注于通过其外部可观察特征来检测增殖活动。

“当发生扩散活动时，很多事情发生：人们为支持人员买食品，他们购买材料建造设施，他们获得专业设备，他们掌握着放射源或特殊核材料，”Azmy说。“所有这些事情都可能与您可以访问的整个其他数据混淆。You want to be able to pull out of that data a ‘signature’ that says, ‘this entity in this country is doing something that would amount to a potential proliferation risk.’ You have to be able to draw deeper conclusions than the surface appearance might suggest, to puzzle out a relationship that is not evident.”

这次推力区的研究由伊利诺伊大学的伊利诺伊州厄巴纳 - 香槟的Clair Sullivan领导，并涉及NC州核电工程副教授的John Mattingly，他是CNEC的共同主管和技术总监。

2.模拟，分析和建模开发工具，使科学家更好地模拟辐射从其原点的分散到它测量的点，特别是随着放射源正在运输或隐藏在隐蔽的增殖活动期间。

“假设城市环境中隐藏着一个辐射源，”阿兹米说你想开车带着探测器四处寻找它，所以你需要能够测量辐射场；但你也需要建立模型，让你补充你的测量和提高你的假设的可行性。这些模型需要了解辐射是如何从发射地移动到观察地的。因为你遇到的辐射类型不同，辐射所经过的材料也不同，这是一个非常复杂的问题。”

这些模型需要了解辐射是如何从发射地移动到观察地的。

解决这个复杂问题的愿望是推动迪伦·霍格兰的工作，博士学位。核电工程学生在NC州和CNEC研究员。HOAGLAND的博士研究 - 改进显示中子从放射源旅行的计算模型 - 位于模拟，分析和建模推力区域。

霍格兰德回忆说：“我记得小时候看PBS节目Nova的时候，他们在谈论弦论和量子力学以及它的所有含义，我觉得你怎么能仅仅从数学中推断出那么多关于现实的东西，真是让人大吃一惊。”。现在，他正在研究提高大规模并行计算机计算效率所必需的可怕数学，这些计算需要模拟放射源发射的中子和光子的行为。

他解释道：“在数学中，这被称为‘反问题’。”通常在数学和科学中，我们从原因到结果，但是在放射检测中，你从结果开始——被检测到的辐射——然后反向工作来找出原因。然而，问题是，当你检测到辐射时，辐射源可能在很多地方，给你很多潜在的原因。因此，我们模拟了许多不同的假设场景，辐射源位于许多不同的位置，我们对这些场景进行评估，以确定哪个场景最有可能是真实的。我的研究旨在开发更快速有效地模拟这些场景的方法。”

Hoagland说，在大型复杂设施中隐藏核材料的情况下，手头有一个强大的模拟可能是有用的，比如隐藏在体育场中的脏弹。

“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将在今年夏天在Los Alamos国家实验室实习。

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。

由CNEC迪伦·哈格兰（CNEC Somellow）编程的软件生成的3-D表面图显示了放射源发出的中子分布的模拟。表面图中的锥形尖峰代表了放射源。

3.数据融合与分析技术利用NC州的大数据领先，以开发工具，允许分析师从数据中提取有用信息。

“在这种情况下，‘融合’意味着将多个信息流和数据混合到一条思路中，然后产生对决策者有利的信息，”阿兹米解释道这通常不是一个肯定或否定的决定。这是一个细致入微的决定流，因为你需要监测的东西，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，它们就成为恶意目标的象征。所以你把大量的数据放进了计算机器，这些数据告诉你这里发生了什么可疑的事情。”

因此，您将巨额数量的数据放入计算机制中，数据告诉您腥味的内容正在进行中。

这次推力领域由统计局统计教授Alyson Wilson统计学教授，即国家安全局的分析科学实验室，与国家安全局合作。

4.更换危险的放射源有助于帮助行业的放射性同位素用户提出更安全的方法来实现其业务目标。

自发现以来，辐射已在许多良性应用中使用：医学成像和治疗，食品照射，甚至是石油勘探。以这种方式存在三种辐射源：长寿放射性同位素，短寿命的放射性同位素和加速器产生的辐射，如在X射线机中。加速器产生的辐射是最安全的，因为它不能用于增殖活动;它实际上有一个脱机开关。从不可渗透的角度来看，如果所有工业辐射都可以通过加速器产生，但是对于各种后勤和经济原因，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。

“很多人在工业中更喜欢使用长寿的放射性同位素的原因明显，”Azmy说，“但那些是最危险的。想象一下，公司使用放射性同位素的半衰期。如果流氓实体窃取放射性同位素并在用脏炸弹中使用它之前将其隐藏一周，那么材料仍然是非常危险的。“

我们希望培养出从事防扩散工作的人。

CNEC的这一推力领域对研究有助于帮助行业用户的长寿放射性同位素切换到短暂的放射性同位素或加速器产生的辐射，这意味着世界上会有更少的放射源来获取的扩散器。该地区由堪萨斯州立大学的比尔登委员会领导，涉及罗宾加德纳，校友杰出院校核电工业教授，核电工业州核武器州，是CNEC的主要调查员和首席科学家。

除了四个主要的推力区之外，CNEC也在培训核安保政策中的下一代专家方面的关键工作。该努力的领导者之一是Bill Boetcher，NC州政治学副教授。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。

Bill Boettcher，NC州政治学副教授，与CNEC的同事合作，在2017年春季创造和启动核不扩散科学和政策的研究生证书。

“我们希望培养出从事核不扩散工作的人，”Boettcher说我们希望培养出对政策有足够了解的核工程师，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，他们对所涉及的技术有足够的了解，以便在国务院或政策界其他地方工作时能够通晓。”

NNSA认识到，核安全和非透过领域的人们有一个“偶然但最终跨学科”方法，以及许多人正在退休，波德赫尔解释道。该机构希望CNEC培训该领域的下一代专业人士通过设计成为跨学科。为此，波德耐民和他的CNEC同事们在核不扩散科学和政策中创造了一个全新的研究生证书，该公司在春季学期承认了其第一个学生。

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。这是我们需要解决的核扩散。“

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。“