Ključni izsledki
- AI bi lahko pomagal uresničiti praktično fuzijsko energijo.
- Znanstveniki MIT so s tehniko strojnega učenja zaključili enega najzahtevnejših izračunov v fuzijski znanosti.
-
Programska oprema AI, ki jo razvija IBM-ov DeepMind, se bo morda naučila nadzorovati magnetna polja, ki vsebujejo plazmo v fuzijskem reaktorju tokamak.
Tehnike umetne inteligence (AI) nas lahko pomagajo približati praktični fuzijski moči, ki bi lahko spremenila svetovno energetsko industrijo.
Znanstveniki MIT so s tehniko strojnega učenja zaključili enega najzahtevnejših izračunov v fuzijski znanosti. Glede na nedavno objavljen članek je metoda zmanjšala čas procesorja, potreben za izračune, hkrati pa ohranila natančnost rešitve. To je del naraščajočega prizadevanja za uporabo umetne inteligence za pomoč pri reševanju matematičnih in inženirskih problemov obvladovanja fuzijske moči.
"Umetna inteligenca je orodje, ki znanstvenikom omogoča hitrejše ponavljanje eksperimentov, boljše napovedi o tem, kako bo plazma delovala v ekstremnih pogojih, in natančnejšo izdelavo novih fuzijskih naprav," Andrew Holland, izvršni direktor podjetja Fusion Industry Association, je za Lifewire povedal v intervjuju po elektronski pošti.
AI pomaga
Raziskovalca MIT Pablo Rodriguez-Fernandez in Nathan Howard delata na napovedovanju pričakovane zmogljivosti v napravi SPARC, kompaktnem fuzijskem eksperimentu z močnim magnetnim poljem, ki je trenutno v izdelavi. Čeprav je izračun zahteval ogromno računalniškega časa (več kot 8 milijonov CPE ur), je raziskovalcem uspelo zmanjšati zahtevani čas.
Eden najzahtevnejših problemov za raziskovalce fuzije je napovedovanje temperature in gostote plazme. V napravah za zadrževanje, kot je SPARC, se zunanja energija in vnos toplote iz procesa fuzije izgubita zaradi turbulence v plazmi.
Vendar pa so raziskovalci MIT uporabili tehnike strojnega učenja za optimizacijo takega izračuna. Ocenjujejo, da je metoda zmanjšala število zagonov kode za faktor štiri.
Nove raziskave kažejo, da je mogoče sodobne tehnike umetne inteligence uporabiti za nadzor reakcije jedrske fuzije, kar lahko pomaga pospešiti razvoj jedrske fuzije kot praktičnega vira energije, Ulises Orozco Rosas, profesor, ki preučuje fuzijo na Fakulteti za inženiring na univerzi CETYS v Mehiki, je povedal Lifewire po e-pošti. Opozoril je na programsko opremo AI, ki jo razvija IBM in bi jo lahko uporabili za nadzor magnetnih polj, ki vsebujejo plazmo v fuzijskem reaktorju tokamak.
"Sistem je lahko manipuliral s plazmo v nove konfiguracije, ki lahko proizvedejo višjo energijo," je dodal Rosas.
Moč zvezd
Fusion obljublja neomejeno energijo brez ogljika skozi isti fizični proces, ki napaja sonce in zvezde. Vendar pa so tehnični izzivi gradnje praktične fuzijske elektrarne ogromni in vključujejo segrevanje goriva na temperature nad 100 milijonov stopinj in ustvarjanje plazme. Raziskovalci uporabljajo močna magnetna polja, da izolirajo in izolirajo vročo plazmo od navadne snovi na Zemlji.
Holland je dejal, da bo izgradnja delujoče fuzijske elektrarne zahtevala podrobno znanstveno razumevanje, kako omejiti in sprožiti plazmo v pogojih, pomembnih za fuzijo – pri ekstremnih temperaturah ali pritiskih.
»Čeprav je najtežje spraviti plazmo v te ustrezne pogoje, se izzivi tu ne končajo,« je dodal Holland. "Energijo bo treba pretvoriti v elektriko ali uporabno toploto; gorivni cikel bo treba zgraditi tako, da se bo plazma lahko vzdrževala v daljših obdobjih, materiali fuzijske naprave pa bodo morali biti odporni na ekstremne pogoje znotraj elektrarna."
Holland je napovedal, da bo energija "revolucionirala" svetovni energetski sistem. Ko bo fuzija komercializirana in široko uvedena, bi lahko pomenila, da je mogoče energijo proizvajati brez onesnaževanja, kadar koli, brez nevarnosti za javnost ali dolgožive radioaktivne odpadke. Lahko bi začel dobo energetskega izobilja, tako da bo energija poceni, vedno na voljo in vseprisotna.
Toda Rosas je bil previden, ko je dejal, da bo uspeh komercialne fuzije kot dobavitelja energije odvisen od tega, ali se je mogoče soočiti z izzivi gradnje proizvodnih obratov ter njihovega varnega in zanesljivega delovanja na način, ki poveča stroške fuzije električna energija ekonomsko konkurenčna.
"Z vedno večjo zaskrbljenostjo glede podnebnih sprememb in omejenih zalog fosilnih goriv je treba najti boljše načine za zadovoljitev našega naraščajočega povpraševanja po energiji," je dodal Rosas. »Zaradi prednosti fuzijske energije je izjemno privlačna možnost: brez emisij ogljika, obilica goriv, energetska učinkovitost, manj radioaktivnih odpadkov kot cepitev, varnost in zanesljiva energija."
