近日，由中国核动力研究设计院先进核能技术全国重点实验室“核工业智能科学计算”团队(AIDIND)牵头，浙江大学、西安交通大学合作的研究成果“纯微分形式中子输运方程”已在中科院1区TOP顶刊《中国科学：物理学力学天文学》英文版2025年第7期正式发表。此项研究成果开发出一种利用人工智能结合“纯微分”输运方程形式的新方法，让核反应堆中子输运计算变得更快速、更高效。
中子输运方程是核科学领域描述中子从产生到消亡输运过程的方程，精确高效的中子输运计算是国家重大需求牵引的基础研究，也是核反应堆物理研究的关键领域，对反应堆的堆芯装载与燃料管理起着至关重要的作用。
随着人工智能的发展，利用深度学习方法求解中子输运方程在计算精度、连续性等方面表现出独特优势，成为了确定论方法与统计模拟方法外的新路径，但这条新路径采用传统的“积分-微分方程”输运方程形式，由于复杂的散射和源项积分项导致了大量数值计算，造成严重的算力损耗，效率亟待提升。
文章创新性地提出了“纯微分”输运方程形式，在保持计算精度相似的条件下，大幅度提升了深度学习方法和传统方法数值计算效率。文章从理论上分析了“纯微分”输运方程形式计算复杂性下降的原因，并通过多个典型案例验证了该方法有效性，并给出新形式方程各项参数的物理意义。研究成果具有良好的推广意义，除核领域外，还对天体物理中的辐射输运、流体力学、传热学等相关基础领域具有重要的参考价值。
