Ключевые выводы
- ИИ может помочь реализовать практическую энергию термоядерного синтеза.
- Ученые Массачусетского технологического института выполнили один из самых сложных расчетов в науке о термоядерном синтезе с использованием техники машинного обучения.
-
ПО ИИ, которое разрабатывает IBM DeepMind, может научиться управлять магнитными полями, содержащими плазму внутри термоядерного реактора токамак.
Методы искусственного интеллекта (ИИ) могут помочь нам приблизиться к практической термоядерной энергии, которая может преобразовать мировую энергетическую промышленность.
Ученые Массачусетского технологического института выполнили один из самых сложных расчетов в науке о термоядерном синтезе с использованием техники машинного обучения. Согласно недавно опубликованной статье, этот метод сократил время процессора, необходимое для выполнения вычислений, при сохранении точности решения. Это часть растущих усилий по использованию ИИ для решения математических и инженерных задач, связанных с освоением термоядерной энергии.
«ИИ - это инструмент, который позволяет ученым быстрее повторять эксперименты, делать более точные прогнозы того, как плазма будет вести себя в экстремальных условиях, и более точно создавать новые термоядерные устройства», - Эндрю Холланд, генеральный директор Fusion. Промышленная ассоциация сообщила Lifewire в интервью по электронной почте.
ИИ помогает
Исследователи Массачусетского технологического института Пабло Родригес-Фернандес и Натан Ховард работают над прогнозированием производительности, ожидаемой от устройства SPARC, компактного эксперимента по термоядерному синтезу с сильным магнитным полем, который в настоящее время находится в стадии разработки. Хотя расчет требовал огромного количества компьютерного времени (более 8 миллионов процессорных часов), исследователям удалось сократить требуемое время.
Одной из самых сложных проблем для исследователей термоядерного синтеза является прогнозирование температуры и плотности плазмы. В устройствах локализации, таких как SPARC, внешняя мощность и подводимое тепло от процесса синтеза теряются из-за турбулентности в плазме.
Однако исследователи Массачусетского технологического института использовали методы машинного обучения для оптимизации таких вычислений. По их оценкам, этот метод сократил количество запусков кода в четыре раза.
Новые исследования показывают, что современные методы искусственного интеллекта могут использоваться для управления реакцией ядерного синтеза, потенциально способствуя ускорению развития ядерного синтеза в качестве практического источника энергии, Улисес Ороско Росас, профессор, изучающий термоядерный синтез в Инженерной школе. в университете CETYS в Мексике, сообщил Lifewire по электронной почте. Он указал на программное обеспечение ИИ, которое разрабатывает IBM и которое можно использовать для управления магнитными полями, содержащими плазму внутри термоядерного реактора токамак.
«Система смогла манипулировать плазмой в новые конфигурации, которые могут производить более высокую энергию», - добавил Росас.
Сила звезд
Fusion обещает неограниченную, безуглеродную энергию за счет того же физического процесса, который питает солнце и звезды. Однако технические проблемы создания практической термоядерной электростанции огромны и включают нагрев топлива до температуры выше 100 миллионов градусов и создание плазмы. Исследователи используют сильные магнитные поля, чтобы изолировать и изолировать горячую плазму от обычного вещества на Земле.
Холланд сказал, что строительство работающей термоядерной электростанции потребует подробного научного понимания того, как удерживать и инициировать плазму в соответствующих условиях термоядерного синтеза - при экстремальных температурах или давлениях.
«Хотя самое сложное - это доставить плазму в соответствующие условия, на этом проблемы не заканчиваются», - добавил Холланд. «Энергия должна быть преобразована в электричество или полезное тепло; топливный цикл должен быть построен так, чтобы плазма могла поддерживаться в течение длительного времени, а материалы термоядерного устройства должны быть устойчивыми к экстремальным условиям внутри электростанция."
Холланд предсказал, что энергетика «совершит революцию» в глобальной энергетической системе. После коммерциализации и широкого внедрения термоядерный синтез может означать, что энергия может производиться без загрязнения окружающей среды в любое время, без опасности для населения или долгоживущих радиоактивных отходов. Это может открыть эру энергетического изобилия, делая энергию дешевой, всегда доступной и повсеместно доступной.
Но Росас выразил предостережение, заявив, что успех коммерческого термоядерного синтеза в качестве поставщика энергии будет зависеть от того, можно ли решить проблемы строительства электростанций и их безопасной и надежной эксплуатации таким образом, чтобы стоимость термоядерного синтеза электроэнергия экономически конкурентоспособна.
«В связи с растущими опасениями по поводу изменения климата и ограниченных запасов ископаемого топлива необходимо найти более эффективные способы удовлетворения нашего растущего спроса на энергию», - добавил Росас. «Преимущества термоядерной энергетики делают ее чрезвычайно привлекательной: отсутствие выбросов углерода, большое количество топлива, энергоэффективность, меньше радиоактивных отходов, чем при делении, безопасность и надежная энергетика."
