TCL 2022 TCL 2022 TCL 2022

Umelá inteligencia dokáže ovládať plazmu vo fúznom reaktore

Umelá inteligencia
0

Spoločnosť DeepMind v spolupráci so Švajčiarskym plazmovým centrom na univerzite EPFL v Lausanne vycvičila AI algoritmus hlbokého učenia na ovládanie prehriatej plazmy vnútri jadrového fúzneho reaktora. Tento prelom, uverejnený v časopise Nature, by mohol pomôcť fyzikom lepšie pochopiť, ako jadrová fúzia funguje, a potenciálne urýchliť príchod neobmedzeného zdroja čistej energie. Pri jadrovej fúzii sú jadrá atómov vodíka prinútené spájať sa a vytvárať ťažšie atómy, ako je hélium. Vzniká tak veľké množstvo energie z pomerne malého množstva paliva, ide teda o veľmi účinný zdroj energie.

Navyše oveľa čistejší a bezpečnejší ako fosílne palivá alebo konvenčná jadrová energia, ktorá vzniká štiepením jadier. Ovládanie jadrovej fúzie je však ťažké. Problém je v tom, že atómové jadrá sa navzájom odpudzujú. Ich vzájomné zrážanie v reaktore je možné len pri extrémne vysokých teplotách, ktoré často dosahujú stovky miliónov stupňov, čo je viac ako teplota v strede Slnka. Pri týchto teplotách sa hmota dostáva do stavu známeho ako plazma.

Úlohou je udržať plazmu v reaktore dostatočne dlho, aby sa z nej dala získať energia. Vnútri hviezd drží plazmu pohromade gravitácia. Na Zemi výskumníci používajú rôzne triky vrátane laserov a magnetov. V reaktore typu tokamak, je plazma uväznená v elektromagnetickej klietke, ktorá ju núti držať tvar a zabraňuje jej dotknúť sa stien reaktora, čo by plazmu ochladilo a poškodilo reaktor. Ovládanie plazmy si vyžaduje neustále monitorovanie a manipuláciu s magnetickým poľom.

Tím na to vycvičil svoj algoritmus v rámci simulácie. Keď sa naučil ovládať a meniť tvar plazmy vo virtuálnom reaktore, výskumníci mu dali kontrolu nad magnetmi v tokamaku s premenlivou konfiguráciou (Variable Configuration Tokamak – TCV), experimentálnom reaktore v Lausanne. Zistili, že umelá inteligencia bola schopná ovládať skutočný reaktor bez akéhokoľvek ďalšieho dolaďovania. AI ovládala plazmu len dve sekundy, čo je čas, po ktorý môže reaktor TCV bežať, kým sa nezačne príliš zohrievať.

Vycvičená neurónová sieť desaťtisíckrát za sekundu prijíma 90 rôznych meraní opisujúcich tvar a polohu plazmy a v reakcii na to upravuje napätie v 19 magnetoch. Táto spätná väzba je oveľa rýchlejšia, než s akou sa museli vyrovnať predchádzajúce algoritmy. Na urýchlenie bola umelá inteligencia rozdelená na dve neurónové siete. Výskumníci veria, že použitie umelej inteligencie na ovládanie plazmy uľahčí experimentovanie s rôznymi podmienkami v reaktoroch, čo potenciálne urýchli vývoj komerčnej jadrovej fúzie.

Zdroj: technologyreview.com.

Redakcia

Všetky autorove články

Pridať komentár