福島核電廠驚見新汙染物 原能管制委員會警告 :「可能再次爆炸」！（03/10/2021 Newtalk 新頭殼）

（黃奕慈 綜合報導）今（10日）日本原子能管制委員會發布報告表示，東京電力公司在福島第一核電站內部發現了新的污染場所，且嚴重程度遠超乎預期，因此原本廢爐拆除計劃可能需要重新考慮。令人驚訝的是，福島第一核電廠的1號和3號機組核反應堆壓力容器排出的部分氣體發生了倒流，「有可能再次引發爆炸。」

根據《日本放送協會》今日報導指出，原子能管制委員會發布了一份「有關福島核事故的調查報告」，內容顯示出約7萬萬億貝克勒爾的輻射性物質可能附著在第一核電廠的2號和3號機組核反應堆的安全頂蓋上。

日本原子能管制委員會表示，由於污染程度遠超預期，工作人員將無法按原計劃拆除安全頂蓋，需要和東京電力公司一起重新考慮廢爐拆除計劃。這份報告還指出，福島第一核電廠的1、3號機組的核反應堆壓力容器排出的部分氣體倒流，由於其中含有氫氣，「可能會再次引發爆炸，還會讓汙染範圍擴大。」

此外，有一項最新的實驗顯示，如果福島第一核電廠的3號機組發生氫氣爆炸，還有可能會引燃核電廠內部的其他可燃氣體，導致連環爆炸。所以為了確保廢墟拆除工作的安全進行，東京電力公司表示將對設備進行更加詳細的檢測。

在2011年3月11日，東日本大地震引發的大海嘯，襲擊了位在海邊的福島第一核電站，該核電廠的發電設備被水淹，導致冷卻系統失靈。在6個反應堆中的3個發生了熔毀。在接下來的幾天裡，1號和3號反應堆多次發生氫氣爆炸，並在環境中外洩了大量放射性物質。

PS. 編按：日本NHK官網上 03/10 所刊載的相關報導全文如下：

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原子力規制委が事故調査の報告書

原子力規制委員会は、おととし再開した東京電力・福島第一原子力発電所の事故調査の報告書をまとめ、原子炉建屋の上部で激しい汚染が見つかるなどしたことから、今後の廃炉作業について東京電力と検討を進めるとしています。

原子力規制委員会は、放射線量が下がった場所を中心に２年前から事故調査を再開し、その結果を１０日、報告書にまとめました。

それによりますと、核燃料が溶け落ちるメルトダウンを起こした１号機から３号機の３基の原子炉にあった放射性物質のおよそ１割にあたるあわせて７京ベクレルが、２号機と３号機の建屋上部にあるシールドプラグと呼ばれるコンクリートの蓋に付着している可能性があることが新たにわかったということです。

規制委員会は汚染が予想以上に激しく、仮に廃炉に向けて蓋を取り外す場合、人が近寄って安全に作業することが極めて困難になるとして、被ばく対策を含めて今後の廃炉作業の方法について東京電力と検討を進めるとしています。

このほか、原子炉がある格納容器を守るため中の気体を外に放出する「ベント」という操作を試みた１号機と３号機では、気体の一部が配管を通じて建屋に逆流していたこともわかり、これにより建屋内の汚染を広げた可能性があると指摘しています。

また、逆流した気体には水素も含まれていて、水素爆発につながったおそれもあるとして、今後、設備の検証などを進める必要があるとしています。

水素爆発については映像を分析するなど初めて詳細な検証が行われ、３号機では最初の爆発に続き、水素とは別の可燃性ガスも混ざった爆発的な燃焼が連続して起きていた可能性が高いとしました。

規制委員会は今後も調査を継続するとしています。

NHK完整報導內容請見：
https://www3.nhk.or.jp/lnews/fukushima/20210310/6050013761.html

英文翻譯如下：
The Nuclear Regulatory Commission has compiled a report on the accident investigation of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, which has been reopened, and found severe pollution at the top of the reactor building. We are going to proceed with the examination.

The Nuclear Regulatory Commission has resumed accident investigations two years ago, mainly in areas where radiation levels have dropped, and summarized the results in a report on the 10th.

According to this, about 10% of the radioactive materials in the three reactors of Units 1 to 3, which caused the meltdown of the nuclear fuel, totaling 7K Becquerel, were placed in the upper part of the buildings of Units 2 and 3. It is newly discovered that it may be attached to a concrete lid called a shield plug.

The Regulatory Commission said that the pollution was more severe than expected, and if the lid was removed for decommissioning, it would be extremely difficult for people to approach and work safely. Will be discussed with TEPCO.

In addition, at Units 1 and 3, which attempted an operation called "venting" to release the gas inside to protect the containment vessel where the reactor is located, part of the gas flowed back into the building through piping. It turns out that this may have spread the pollution inside the building.

In addition, the backflow gas also contains hydrogen, which may have led to a hydrogen explosion, and it is necessary to proceed with verification of equipment in the future.

Detailed verification of the hydrogen explosion was carried out for the first time, such as by analyzing the video, and it is possible that at Unit 3, following the first explosion, explosive combustion mixed with flammable gas other than hydrogen occurred continuously. Was high.

The Regulatory Commission says it will continue to investigate.

中文翻譯如下：

核監管委員會已經對福島第一核電站的事故調查進行了彙編，該報告已經重新開放，並在反應堆頂部發現了嚴重污染，我們將繼續進行檢查。

核監管委員會兩年前已恢復事故調查，主要是在輻射水平下降的地區，並在10日的報告中總結了結果。

據此，導致1號至3號機組的三個反應堆中導致核燃料融化的約10％的放射性物質（總計7K Becquerel）被放置在2號和3號機組的建築物的上部。是新發現的，它可能會附在一個稱為屏蔽塞的混凝土蓋上。

監管委員會說，污染比預期的還要嚴重，如果卸下蓋子進行退役，人們接近和安全工作將極為困難，將與東京電力公司進行討論。

另外，在1號和3號機組中，嘗試進行“排氣（venting)”作業以釋放內部氣體以保護反應堆所在的安全殼，部分氣體通過管道回流到建築物中。可能已將污染散佈在建築物內部。

此外，回流氣體中還包含氫氣，這可能導致氫氣爆炸，因此有必要在將來進行設備驗證。

首次對氫氣爆炸進行了詳細的驗證，例如通過分析視頻，並且在第一次爆炸後的3號機組中，可能會連續發生爆炸混合了除氫氣以外的易燃氣體的爆炸燃燒。

監管委員會表示將繼續調查。

Newtalk新頭殼報導的完整內容請見：
https://newtalk.tw/news/view/2021-03-10/547169

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用深度神經網路求解「薛丁格方程式」，AI 開啟量子化學新未來

作者 雷鋒網 | 發布日期 2021 年 01 月 02 日 0:00 |

19 世紀末，量子力學的提出為解釋微觀物質世界打開了一扇大門，徹底改變了人類對物質結構及相互作用的理解。已有實驗證明，量子力學解釋了許多被預言、無法直接想像的現象。

由此，人們也形成了一種既定印象，所有難以理解的問題都可以透過求解量子力學方程式來解決。

但事實上能夠精確求解方程式的體系少之又少。

薛丁格方程式是量子力學的基本方程式，即便已經提出七十多年，它的氫原子求解還是很困難，超過兩個電子的氫原子便很難保證精確度。

不過，多年來科學家們一直在努力克服這一難題。

最近，來自柏林自由大學（Freie Universität Berlin） 的科學團隊取得了突破性進展，他們發表的一篇名為《利用深度神經網路解電子薛丁格方程式》的論文，登上《Nature Chemistry》子刊。

論文明確指出：利用人工智慧求解薛丁格方程式基態解，達到了前所未有的準確度和運算效率。該人工智慧即為深度神經網路（Deep-neural-network），他們將其命名為 PauliNet。

在介紹它之前，我們先來簡單了解薛丁格方程式。

什麼是薛丁格方程式？

薛丁格方程式（Schrödinger Equation），是量子力學中的一個基本方程式。又稱薛丁格波動方程式（Schrödinger Wave Equation），它的命名來自一位名為埃爾溫·薛丁格（Erwin Schrödinger）的奧地利物理學家。

Erwin 曾在 1933 年獲得諾貝爾物理學獎，是量子力學奠基人之一。他在 1926 年發表的量子波形開創性論文中，首次提出了薛丁格方程式。它是一個非相對論的波動方程式，反映了描述微觀粒子的狀態隨時間變化的規律。

具體來說，將物質波的概念和波動方程式相結合建立二階偏微分方程式，以描述微觀粒子的運動，每個微觀系統都有一個相應的薛丁格方程式，透過「解方程式」可得到波函數的具體形式以及對應的能量，從而了解微觀系統的性質。

薛丁格方程式在量子力學的地位，類似牛頓運動定律在經典力學的地位，在物理、化學、材料科學等多領域都有廣泛應用價值。

比如，應用量子力學的基本原理和方法研究化學問題已形成「量子化學」基礎學科，研究範圍包括分子的結構、分子結構與性能之間的關係；分子與分子之間的相互碰撞、相互作用等。

也就是說，在量子化學，透過求解薛丁格方程式可以用來預測出分子的化學和物理性質。

波函數（Wave Function）是求解薛丁格方程式的關鍵，在每個空間位置和時間都定義一個物理系統，並描述系統隨時間的變化，如波粒二象性。同時還能說明這些波如何受外力或影響發生改變。

以下透過氫原子求解可得到正確的波函數。

不過，波函數是高維實體，使捕獲特定編碼電子相互影響的頻譜變得異常困難。

目前在量子化學領域，很多方法都證實無法解決這難題。如利用數學方法獲得特定分子的能量，會限制預測的精確度；使用大量簡單的數學構造塊表示波函數，無法使用少數原子進行計算等。

在此背景下，柏林自由大學科學團隊提出了一種有效的應對方案。團隊成員簡‧赫爾曼（Jan Hermann）稱，到目前為止，離群值（Outlier）是最經濟有效的密度泛函理論（Density functional theory ，一種研究多電子體系電子結構的方法）。相比之下，他們的方法可能更成功，因在可接受計算成本下提供前所未有的精確度。

PauliNet：物理屬性引入 AI 神經網路
Hermann 所說的方法稱為量子蒙地卡羅法。

論文顯示，量子蒙地卡羅（Quantum Monte Carlo）法提供可能的解決方案：對大分子來說，可縮放和並行化，且波函數的精確性只受 Ansatz 靈活性的限制。

具體來說，團隊設計一個深層神經網路表示電子波函數，這是一種全新方法。PauliNet 有當成基準內建的多參考 Hartree-Fock 解決方案，結合有效波函數的物理特性，並使用變分量子蒙地卡洛訓練。

弗蘭克‧諾（Frank Noé）教授解釋：「不同於簡單標準的數學公式求解波函數，我們設計的人工神經網路能夠學習電子如何圍繞原子核定位的複雜模式。」

電子波函數的獨特特徵是反對稱性。當兩個電子交換時，波函數必須改變符號。我們必須將這種特性構建到神經網路體系結構才能工作。

這類似包立不相容原理（Pauli’s Exclusion Principle），因此研究人員將該神經網路體系命名為「PauliNet」。

除了包立不相容原理，電子波函數還具有其他基本物理特性。PauliNet 成功之處不僅在於利用 AI 訓練數據，還在將這些物理屬性全部整合到深度神經網路。

對此，FrankNoé 還特意強調說：

「將基本物理學納入 AI 至關重要，因為它能夠做出有意義的預測，這是科學家可以為 AI 做出有實質性貢獻的地方，也是我們關注的重點。」

實驗結果：高精確度、高效率

PauliNet 對電子薛丁格方程式深入學習的核心方法是波函數 Ansatz，它結合了電子波函數斯萊特行列式（Slater Determinants），多行列式展開（Multi-Determinant Expansion），Jastro 因子（Jastrow Factor），回流變換（backflow transformation,），尖點條件（Cusp Conditions）以及能夠編碼異質分子系統中電子運動複雜特徵的深層神經網路。如下圖：

論文中，研究人員將 PauliNet 與 SD-VMC（singledeterminant variational，標準單行列式變分蒙地卡羅）、SD-DMC（singledeterminant diffusion，標準單行列式擴散蒙地卡羅）和 DeepWF 進行比較。

實驗結果顯示，在氫分子（H_2）、氫化鋰（LiH）、鈹（Be）以及硼（B）和線性氫鏈 H_10 五種基態能量的對比下，PauliNe 相較於 SD-VMC、SD-DMC 以及 DeepWF 均表現出更高的精準度。

同時論文中還表示，與專業的量子化學方法相比──處理環丁二烯過渡態能量，其準確性達到一致性的同時，也能夠保持較高的計算效率。

開啟「量子化學」新未來

需要說明的是，該項研究屬於一項基礎性研究。

也就是說，它在真正應用到工業場景之前，還有很多挑戰需要克服。不過研究人員也表示，它為長久以來困擾分子和材料科學的難題提供了一種新的可能性和解決思路。

此外，求解薛丁格方程式在量子化學領域的應用非常廣泛。從電腦視覺到材料科學，它將會帶來人類無法想像的科學進步。雖然這項革命性創新方法離落地應用還有很長的一段路要走，但它出現並活躍在科學世界已足以令人興奮。

如 Frank Noé 教授所說：「相信它可以極大地影響量子化學的未來。」

附圖：▲ Ψ 表示波函數。

資料來源：https://technews.tw/2021/01/02/schrodinger-equation-ai/?fbclid=IwAR340MNmOkOxUQERLf4u3SK0Um6VQVBpvEkV_DxyxIIcUv8IP88btuXNJ6U

9號喇！
#大雨到瞓唔著

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【8月19日01:30】九號烈風或暴風風力增強信號現正生效

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Seas are very rough and there are swells. Members of the public are advised to stay away from the shoreline and not to engage in water sports.

受風暴潮影響，早上部分低窪地區可能出現淹浸或海水倒灌。
Owing to storm surge, some low-lying areas may have flooding or backflow of seawater in the morning.

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