Prelom v jadrovej fúzii je na spadnutie. AI nás približuje k zdroju čistej a neobmedzenej energii
Vedci natrénovali AI model na predpovedanie nestabilít, ktoré rýchlo ukončia fúznu reakciu. Ide o míľnik, ktorý nás posúva významným krokom dopredu.
Jadrová fúzia je proces, ktorý prebieha v jadrách hviezd a zároveň proces, ktorý by svetu mohol priniesť čistý a prakticky neobmedzený zdroj energie. Výskumníci už roky pracujú na reaktoroch, ktoré by dokázali fúziu udržať dostatočne dlho na to, aby vytvorili dostatočné množstvo energie.
Fúzna reakcia stojí na mimoriadne horúcej plazme, ktorá však veľmi rýchlo môže stratiť svoju stabilitu a uniknúť zo silných magnetických polí, ktoré ju držia v reaktore. To väčšinou znamená koniec fúznej reakcie. Výskumníci z laboratória PPPL však využili schopnosti umelej inteligencie na to, aby predpovedali a vyhli sa v reálnom čase špecifickému problému, kvôli ktorému sa plazma vymyká kontrole.
V rámci nových experimentov výskumníci demonštrovali AI model, ktorý sa učil len na predchádzajúcich experimentálnych dátach. Tento model dokázal predpovedať nestabilitu plazmy až s 300 milisekundovým predstihom. Človek síce za tak krátku dobu nestihne urobiť nič, no umelej inteligencii to stačilo na to, aby jemne pozmenila parametre a zabránila tak kolapsu reakcie.
“Učením sa na predchádzajúcich experimentoch dokázala umelá inteligencia vyvinúť kontrolné metódy, ktoré podporovali v reálnom čase stabilnú fúznu reakciu,” vysvetľuje vedúci výskumu Egemen Kolemen.
Nová štúdia otvára dvere k vývoju dynamickejších kontrolných systémov pre fúzne reakcie. Zároveň vedci položili základy pre používanie umelej inteligencie na vyriešenie plazmovej nestability, ktorá predstavuje jeden z výrazných problémov pri dosiahnutí stabilnej fúzie.
Predchádzajúce výskumy hľadali spôsoby ako sa vyhnúť alebo ako potlačiť vznik nestabilít v plazme počas fúznej reakcie. Ako sme už však uviedli, nová metóda dovoľuje vedcom predpovedať nestability ešte skôr ako sa objavia a vykonať potrebné kroky na to, aby sa úplne vyhli ich vzniku.
Neprehliadnite
Umelá inteligencia dokáže kontrolovať fúznu reakciu
Fúzna reakcia vzniká, keď sa spoja dva ľahšie atómy a tým vzniká ťažší atóm. Keď sa toto stane, vzniká obrovské množstvo energie. Donútiť dva atómy spojiť sa je však extrémne náročné a vyžaduje si obrovské množstvo energie a tlaku, aby vedci prekonali ich prirodzený odpor. Predsa len, ide o proces, ktorý vzniká v jadrách hviezd, ktoré majú dostatočné množstvo energie a tlaku.
Výskumníci fúziu dosahujú v reaktoroch, ktoré majú tvar donutu. Nazývajú sa Tokamaky a počas fúznej reakcie vo vnútri reaktorov vzniknú teploty väčšie ako v jadre Slnka. Teplota v Tokamaku môže dosiahnuť výšku 100-miliónov stupňov Celzia.
Plazmu vo fúznom reaktore drží uväznenú silné magnetické pole. Keď sa línie tohto magnetického poľa prelomia, pre plazmu vytvárajú príležitosť uniknúť, čím sa fúzna reakcia končí. Prelomenie magnetických línií môže reakciu ukončiť do niekoľkých milisekúnd, preto sa vedci obrátili na umelú inteligenciu, ktorá dokáže za takýto krátky čas reagovať. Výskumníci však nemohli trénovať AI model priamo na reálnych experimentoch.
Namiesto toho umelú inteligenciu vycvičili na reálnych dátach a nespočetnom množstve simulovaných fúznych experimentoch. V ďalších krokoch chcú zistiť, či umelá inteligencia dokáže pracovať aj v odlišných situáciách. Cieľom je vytvorenie modelu, ktorý by bol univerzálnejší.
„Už nemusíme čakať, kým nastanú nestability, a potom podniknúť rýchle nápravné opatrenia, kým sa plazma naruší.“, uviedol jeden z výskumníkov. „Máme silné dôkazy o tom, že ovládač funguje na DIII-D celkom dobre, ale potrebujeme viac údajov, aby sme ukázali, že môže fungovať v mnohých rôznych situáciách,“ povedal prvý autor štúdie, Seo. „Chceme pracovať na niečom univerzálnejšom.“, doplnil.
Komentáre