跳动城乡网美国能源部橡树岭国家实验室在其位于散裂中子源的科研中心增加了一台新型中子散射仪，为通过人工智能进行中子成像开辟了新领域。7 月，美国能源部科学办公室批准了多功能中子成像仪(VENUS)的最终调试。
ORNL 中子散射科学家 Hassina Bilheux 表示：“这是梦想成真。能够与这么多致力于实现 VENUS 的才华横溢的人们一起工作是我的荣幸。”
凭借其尖端功能和世界上最强的脉冲中子束，VENUS 将帮助推动多个科学领域的研究变革。这些领域包括用于制造更优质电池的能量存储、用于制造更高效建筑材料的材料科学、用于培育抗旱植物的植物生理学等等。
VENUS 将通过提供对比度增强的高分辨率 3D 成像来推动科学发展，这种成像对原子级结构细节十分敏感。此外，由于中子的存在，VENUS 不会改变研究人员带到 ORNL 进行研究的极其精密的材料。
此外，VENUS 将采用先进的计算方法，充分利用中子束时间。在实验期间，VENUS 的仪器科学家和用户将使用 AI 从飞行时间原始数据中生成样本的 3D 模型，测量次数大大减少。实验人员无需等待数天甚至数周才能从多个射线照片或内部形态图像中获得样本的 3D 模型，研究团队在实验结束时就能得到他们想要的结果。
Bilheux 表示：“VENUS 提供了广泛的功能，可以获取来自许多科学领域的独特对比。借助人工智能，研究人员可以在实验结束后立即获得他们的 3D 数据。”
VENUS还为美国在中子成像发展领域发挥领导作用提供了平台。
ORNL 中子科学理事会副实验室主任 Jens Dilling 表示：“我们很高兴能为全球用户社区提供这种独一无二的功能。考虑到我们作为一个国家和世界所面临的一些挑战，科学和像 VENUS 这样的人才，可能是我们最大的希望。”
2006 年，比尔赫克斯构想出了一个想法，即制造一种具有增强成像对比度的中子散射仪器，用于在不损坏晶体和非晶体样品的情况下，在原子尺度上研究晶体和非晶体样品。例如，美国宇航局的一名研究人员在橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆 (HFIR) 的 MARS 光束线上的橡树岭国家实验室仪器科学家的帮助下，利用中子研究了阿波罗任务中极其脆弱的月球岩石。
美国宇航局和火星探测小组共同制作了岩石的高分辨率虚拟渲染图，以补充金星后续的测量结果。未来，金星将帮助研究人员了解岩石中的矿物质含量，以寻找早期行星形成的线索，以及我们可能在月球上找到水的地方。
没有其他研究技术能够以无损方式生成此类三维结果，并提供有关原子结构的精确信息。中子之所以能做到这一点，是因为它们可以轻松穿过材料而不会损坏材料。中子成像科学家可以探测厚样品，生成三维图像，并根据中子散射或反弹原子的方式构建更完整的材料微观模型。
近年来，随着先进算法的开发，人们开始将人工智能与 ORNL 的光束线结合使用，这些算法可以智能、自主、快速地获取数据。ORNL 的 SNAP 中子成像光束线团队与布鲁克海文国家实验室的国家同步加速器光源 II 和普渡大学的 X 射线光束线团队合作，在《科学报告》上发表了他们的最新成果，提供了构成 VENUS 人工智能基础的算法。
Bilheux 表示：“我们非常感谢与 X 射线同事合作开展这项 AI 项目。此次合作为我们预期将改变材料科学格局的高质量研究成果奠定了基础。”
ORNL 还成立了 VENUS 咨询委员会，自建设项目开始以来一直参与其中。VENUS 的实体建设于 2019 年开始，在疫情期间持续进行，于 2023 年底进入最后阶段，并接近完工，计划于 2025 年下半年开始用户光束时间。
“制造如此复杂的仪器需要整个团队的共同努力，我们整个 ORNL 团队都非常敬业，对此我非常感激和自豪，”Bilheux 说道。“现在&luo;她&ruo;已经准备好了——是时候来尝试并突破仪器的极限了。”
