Trong suốt thập kỷ vừa qua, AI đã phát triển nhanh chóng, ngày càng trở nên tinh vi và có khả năng giải quyết những vấn đề phức tạp hơn. AI được triển khai đa dạng trong các lĩnh vực như sản xuất, giao thông vận tải, tài chính, giáo dục, y tế,... Tương tự như các lĩnh vực nói trên, AI có tiềm năng đẩy mạnh các công nghệ tiên tiến phục vụ cho nghiên cứu, ứng dụng hạt nhân.

Sau đây là một số phương diện mà AI đã đang và tiếp tục mang lại lợi ích cho các ứng dụng kỹ thuật hạt nhân vì mục đích hòa bình. Những vấn đề này đã được thảo luận chi tiết trong một ấn phẩm mới của IAEA với tên gọi “Trí tuệ nhân tạo đẩy nhanh ứng dụng, khoa học và công nghệ hạt nhân”.

1. Chăm sóc sức khỏe con người

AI có thể góp phần chống lại bệnh tật. Nó đã được áp dụng để hỗ trợ chẩn đoán và điều trị ung thư bằng cách cải thiện việc giải đoán hình ảnh và xác định chính xác đường viền quanh khối u, cho phép lập phác đồ điều trị chính xác hơn và xạ trị thích ứng phù hợp với đặc trưng giải phẫu của từng bệnh nhân. Mới đây, Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) đã khởi động một dự án hợp tác nghiên cứu AI để hỗ trợ chăm sóc sức khỏe. Theo đó, AI sẽ đóng một vai trò quan trọng trong sáng kiến của IAEA về Hành động tích hợp phòng ngừa các bệnh lây nhiễm từ động vật (Zoonotic Disease Integrated Action - ZODIAC) để giúp các chuyên gia hiểu rõ hơn về tác động của bệnh truyền nhiễm từ động vật đến sức khỏe con người, qua đó có thể dự đoán, đánh giá và ngăn chặn sự bùng phát bệnh dịch trong tương lai.

2. Lương thực và nông nghiệp

Công nghệ AI kết hợp với kỹ thuật hạt nhân sẽ giúp cho hệ thống lương thực, thực phẩm phát triển bền vững hơn và nâng cao khả năng thích ứng với biến đổi khí hậu, đồng thời giải quyết tình trạng mất an ninh lương thực và dinh dưỡng trên thế giới.

Các chuyên gia áp dụng công nghệ AI để xử lý và phân tích các dữ liệu nhằm nâng cao năng suất cây trồng, ước tính độ ẩm của đất, khắc phục những vùng đất bị nhiễm phóng xạ, phát hiện và dự đoán các trường hợp gian lận lương thực và cải thiện hệ thống tưới tiêu.

3. Nguồn nước và môi trường

Ứng dụng thủy văn đồng vị cho phép các chuyên gia nghiên cứu và theo dõi cách thức nước di chuyển qua các giai đoạn khác nhau của chu trình thủy văn và những chuyển hóa xảy ra trong chu kỳ thủy văn dưới tác động của biến đổi khí hậu. Các chuyên gia đã áp dụng phương pháp tiếp cận dựa trên công nghệ AI để nhanh chóng phân tích lượng lớn các dữ liệu liên quan đến nước được lưu giữ trong Mạng lưới toàn cầu về đồng vị trong nước mưa do IAEA và Tổ chức Khí tượng Thế giới phát triển. Việc phân tích hiệu quả và hiệu suất cơ sở dữ liệu với sự hỗ trợ của AI giúp các nhà khoa học hiểu rõ về biến đổi khí hậu và tác động của nó đối với nguồn nước trên toàn thế giới.

4. Nghiên cứu về khoa học hạt nhân và phân hạch hạt nhân

AI ngày càng đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu khoa học hạt nhân. AI được sử dụng trong phân tích dữ liệu, mô hình hóa lý thuyết và thiết kế thử nghiệm, giúp đẩy nhanh quá trình nghiên cứu cơ bản như trong đánh giá và tổng hợp dữ liệu hạt nhân, nguyên tử và đổi mới công nghệ tiên tiến.

AI cũng được áp dụng có hiệu quả trong các nghiên cứu phân hạch hạt nhân. Thông qua việc mô hình hóa và mô phỏng, với khả năng giải quyết các vấn đề lớn và phức tạp, AI có thể hỗ trợ các thí nghiệm và khám phá khoa học. Ứng dụng này của AI cũng đã được IAEA đưa vào một dự án nghiên cứu trong 5 năm nhằm thúc đẩy nghiên cứu và phát triển về phân hạch hạt nhân.

5. Điện hạt nhân

Điện hạt nhân - nguồn năng lượng đáng tin cậy, phát thải carbon thấp - có thể hưởng lợi đáng kể từ việc ứng dụng AI. Nhờ việc kết hợp mô phỏng kỹ thuật số các cơ sở hạt nhân thực với hệ thống AI, nền công nghiệp điện hạt nhân có thể tối ưu hóa các quy trình phức tạp và cải tiến thiết kế, hiệu suất và độ an toàn của lò phản ứng hạt nhân, từ đó giúp tăng năng suất vận hành và giảm chi phí bảo trì lò phản ứng hạt nhân.

Học máy (Machine learning) là một lĩnh vực của AI mà ở đó quá trình học diễn ra tự động thông qua việc phân tích một lượng lớn dữ liệu, giúp tự động hóa các tác vụ và tăng độ tin cậy, tránh các lỗi xảy ra. Hơn nữa, tiềm năng phân tích và dự đoán của AI còn hỗ trợ việc giám sát các chu trình của nhà máy điện hạt nhân và phát hiện những bất thường xảy ra. 

6. An ninh hạt nhân và an toàn bức xạ

Ngày càng có nhiều quốc gia lựa chọn ứng dụng công nghệ hạt nhân vì mục đích hòa bình và triển khai các chương trình điện hạt nhân, IAEA cũng thường xuyên có những hoạt động nhằm bảo đảm an toàn cho con người và môi trường sống khỏi những ảnh hưởng có hại của bức xạ ion hóa.

Trong lĩnh vực an ninh và an toàn hạt nhân, AI có thể đóng góp theo một số cách thức như xử lý dữ liệu từ hệ thống phát hiện bức xạ nhằm tăng cường việc phát hiện vật liệu hạt nhân và các vật liệu phóng xạ khác. Bên cạnh đó, AI cũng được áp dụng để phân tích dữ liệu từ hệ thống bảo vệ thực thể nhằm cải thiện khả năng phát hiện các đối tượng xâm nhập. AI cũng hỗ trợ phát hiện ra những điểm bất thường có thể chỉ ra một cuộc tấn công qua mạng đến cơ sở hạt nhân. Trong lĩnh vực an toàn bức xạ, việc tích hợp AI vào các phần mềm liên quan đến tiêu chuẩn an toàn có thể tăng cường đảm bảo an toàn cho hàng triệu người lao động đối với phơi nhiễm nghề nghiệp trong các ngành y tế, xây dựng, khai thác mỏ, vận chuyển, nông nghiệp và điện hạt nhân.

7. Thanh sát hạt nhân

Thanh sát hạt nhân là các biện pháp giám định kỹ thuật mà thông qua đó IAEA đưa ra những bảo đảm tin cậy rằng các quốc gia đang thực hiện các nghĩa vụ pháp lý chỉ sử dụng vật liệu hạt nhân cho mục đích hòa bình.

IAEA đánh giá vật liệu hạt nhân đã được khai báo của các quốc gia thành viên, các hoạt động liên quan đến hạt nhân và xác minh sự vắng mặt của các vật liệu hạt nhân chưa khai báo thông qua các biện pháp như thanh tra tại các cơ sở và địa điểm hạt nhân.

Thanh sát hạt nhân dựa trên một lượng lớn dữ liệu thu được bằng nhiều cách thức như hình ảnh vệ tinh, lấy mẫu môi trường, quang phổ tia gamma và giám sát bằng video. AI có thể hỗ trợ các thanh tra viên hạt nhân và các phân tích viên thanh sát trong việc phân tích các dữ liệu này. Phương pháp học máy đã được sử dụng để phát hiện ra dữ liệu ngoại lệ trong bộ dữ liệu lớn, hỗ trợ xác định lượng nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng và phân tích các bản ghi dữ liệu giám sát. AI được kỳ vọng sẽ cải thiện hơn nữa hiệu suất thực hiện thanh sát hạt nhân bằng cách giảm số lần thanh sát định kỳ mà các thanh tra viên phải thực hiện.

 Trong thời gian tới, IAEA sẽ tổ chức nhiều diễn đàn liên ngành để các chuyên gia thảo luận và thúc đẩy hợp tác sử dụng AI cho ứng dụng, khoa học và công nghệ hạt nhân, đồng thời cam kết chia sẻ kiến thức và xây dựng quan hệ đối tác thông qua nền tảng “AI cho nguyên tử”. IAEA cũng hợp tác với Liên minh viễn thông quốc tế, nhóm công tác liên ngành của Liên hợp quốc về AI và gần 40 tổ chức quốc tế khác để cung cấp một nền tảng vững chắc giúp đẩy nhanh việc phát triển bền vững AI.

(Tổng hợp từ: http://vaea.gov.vn/470/news-detail/1493707/nghien-cuu-phat-trien-ung-dung/cong-nghe-tri-tue-nhan-tao-se-thay-doi-khoa-hoc-va-cong-nghe-hat-nhan-tren-bay-phuong-dien.html).

Nguyễn Phạm Thu Hiền