Kluczowe dania na wynos
- AI może pomóc w urzeczywistnieniu praktycznej energii syntezy jądrowej.
- Naukowcy z MIT ukończyli jedno z najbardziej wymagających obliczeń w nauce syntezy jądrowej przy użyciu techniki uczenia maszynowego.
-
Oprogramowanie AI opracowywane przez IBM DeepMind może nauczyć się kontrolować pola magnetyczne zawierające plazmę wewnątrz reaktora syntezy jądrowej tokamak.
Techniki sztucznej inteligencji (AI) mogą pomóc nam zbliżyć się do praktycznej energii syntezy jądrowej, która może przekształcić światowy przemysł energetyczny.
Naukowcy z MIT przeprowadzili jedno z najbardziej wymagających obliczeń w nauce syntezy jądrowej przy użyciu techniki uczenia maszynowego. Zgodnie z niedawno opublikowanym artykułem metoda skróciła czas procesora wymagany do wykonania obliczeń, zachowując przy tym dokładność rozwiązania. Jest to część rosnącego wysiłku, aby wykorzystać sztuczną inteligencję do rozwiązywania problemów matematycznych i inżynierskich związanych z opanowaniem mocy syntezy jądrowej.
„AI to narzędzie, które pozwala naukowcom szybciej iterować eksperymenty, lepiej przewidywać, jak plazma będzie działać w ekstremalnych warunkach, i budować nowe urządzenia fuzyjne w bardziej precyzyjny sposób” Andrew Holland, dyrektor generalny Fusion Industry Association, powiedział Lifewire w wywiadzie e-mailowym.
AI pomaga
Naukowcy z MIT, Pablo Rodriguez-Fernandez i Nathan Howard, pracują nad przewidywaniem oczekiwanej wydajności urządzenia SPARC, kompaktowego eksperymentu syntezy jądrowej w silnym polu magnetycznym, który jest obecnie budowany. Chociaż obliczenia wymagały ogromnej ilości czasu komputera (ponad 8 milionów godzin pracy procesora), naukowcom udało się skrócić wymagany czas.
Jednym z najtrudniejszych problemów dla badaczy syntezy jądrowej jest przewidywanie temperatury i gęstości plazmy. W urządzeniach ograniczających, takich jak SPARC, energia zewnętrzna i ciepło doprowadzone z procesu syntezy jądrowej są tracone przez turbulencje w plazmie.
Jednak badacze z MIT wykorzystali techniki uczenia maszynowego, aby zoptymalizować takie obliczenia. Szacują, że metoda zmniejszyła liczbę uruchomień kodu czterokrotnie.
Nowe badania pokazują, że nowoczesne techniki sztucznej inteligencji mogą być wykorzystywane do kontrolowania reakcji syntezy jądrowej, potencjalnie pomagając przyspieszyć rozwój syntezy jądrowej jako praktyczne źródło energii, Ulises Orozco Rosas, profesor zajmujący się syntezą jądrową w Szkole Inżynierii na Uniwersytecie CETYS w Meksyku, powiedział Lifewire za pośrednictwem poczty elektronicznej. Wskazał na oprogramowanie AI opracowywane przez IBM, które może być wykorzystane do kontrolowania pól magnetycznych zawierających plazmę wewnątrz reaktora syntezy jądrowej tokamaka.
„System był w stanie manipulować plazmą w nowe konfiguracje, które mogą wytwarzać wyższą energię” – dodał Rosas.
Moc gwiazd
Fusion obiecuje nieograniczoną, wolną od węgla energię dzięki temu samemu procesowi fizycznemu, który zasila słońce i gwiazdy. Jednak wyzwania techniczne związane z budową praktycznej elektrowni termojądrowej są ogromne i obejmują podgrzewanie paliwa do temperatur powyżej 100 milionów stopni oraz wytwarzanie plazmy. Naukowcy używają silnych pól magnetycznych do izolacji i izolacji gorącej plazmy od zwykłej materii na Ziemi.
Holland powiedział, że zbudowanie działającej elektrowni termojądrowej będzie wymagało szczegółowego naukowego zrozumienia, jak ograniczać i inicjować plazmę w warunkach związanych z fuzją – w ekstremalnych temperaturach lub ciśnieniach.
„Chociaż najtrudniejszą częścią jest doprowadzenie plazmy do odpowiednich warunków, wyzwania nie kończą się na tym” – dodał Holland. „Energia będzie musiała zostać przekształcona w energię elektryczną lub ciepło użytkowe; cykl paliwowy będzie musiał zostać zbudowany tak, aby plazma mogła być utrzymywana przez długi czas, a materiały urządzenia termojądrowego będą musiały być odporne na ekstremalne warunki w ciągu elektrownia.„
Holland przewidział, że energia „zrewolucjonizuje” globalny system energetyczny. Po skomercjalizowaniu i powszechnym wdrożeniu fuzja może oznaczać, że energia będzie mogła być produkowana bez zanieczyszczeń, w dowolnym momencie, bez zagrożenia dla społeczeństwa czy długożyciowych odpadów radioaktywnych. Może zapoczątkować erę obfitości energii, czyniąc ją tanią, zawsze dostępną i wszechobecną.
Ale Rosas brzmiała ostrożnie, mówiąc, że sukces komercyjnej fuzji jądrowej jako dostawcy energii będzie zależał od tego, czy można sprostać wyzwaniom związanym z budową elektrowni i ich bezpieczną i niezawodną eksploatacją w sposób, który obniża koszty fuzji energia elektryczna konkurencyjna ekonomicznie.
„Wraz z rosnącymi obawami dotyczącymi zmian klimatycznych i ograniczonymi zasobami paliw kopalnych, należy znaleźć lepsze sposoby na zaspokojenie naszego rosnącego zapotrzebowania na energię” – dodał Rosas. „Korzyści z energii termojądrowej sprawiają, że jest to niezwykle atrakcyjna opcja: brak emisji dwutlenku węgla, obfitość paliw, efektywność energetyczna, mniej odpadów radioaktywnych niż rozszczepienie, bezpieczeństwo i niezawodne zasilanie.„
