Klíčové poznatky
- AI by mohla pomoci přivést praktickou energii z jaderné syntézy k uskutečnění.
- Vědci z MIT dokončili jeden z nejnáročnějších výpočtů ve vědě o fúzi pomocí techniky strojového učení.
-
Software AI, který vyvíjí DeepMind společnosti IBM, se může naučit ovládat magnetická pole obsahující plazma uvnitř fúzního reaktoru tokamaku.
Techniky umělé inteligence (AI) nám mohou pomoci přiblížit se praktické energii z jaderné syntézy, která by mohla změnit světový energetický průmysl.
Vědci z MIT dokončili jeden z nejnáročnějších výpočtů ve vědě o fúzi pomocí techniky strojového učení. Podle nedávno publikovaného článku metoda snížila čas CPU potřebný k provedení výpočtů při zachování přesnosti řešení. Je součástí rostoucího úsilí využívat umělou inteligenci k řešení matematických a technických problémů spojených s ovládnutím energie z jaderné syntézy.
"AI je nástroj, který vědcům umožňuje rychleji opakovat experimenty, dělat lepší předpovědi o tom, jak bude plazma působit v extrémních podmínkách, a vytvářet nová fúzní zařízení přesnějším způsobem," Andrew Holland, CEO společnosti Fusion Industry Association, řekl Lifewire v e-mailovém rozhovoru.
AI půjčuje ruku
Výzkumníci z MIT Pablo Rodriguez-Fernandez a Nathan Howard pracují na předpovědi výkonu očekávaného v zařízení SPARC, kompaktním experimentu s fúzí s vysokým magnetickým polem, který je v současné době ve výstavbě. Zatímco výpočet vyžadoval obrovské množství počítačového času (přes 8 milionů hodin CPU), výzkumníkům se podařilo zkrátit potřebný čas.
Jedním z nejnáročnějších problémů pro výzkumníky fúze je předpovídání teploty a hustoty plazmatu. V zadržovacích zařízeních, jako je SPARC, dochází ke ztrátě externí energie a tepla přiváděného z procesu fúze v důsledku turbulence v plazmě.
Výzkumníci z MIT však k optimalizaci takového výpočtu použili techniky strojového učení. Odhadují, že metoda snížila počet spuštění kódu čtyřnásobně.
Nový výzkum ukazuje, že moderní techniky umělé inteligence lze použít k řízení reakce jaderné fúze, což potenciálně pomáhá urychlit vývoj jaderné fúze jako praktického zdroje energie, Ulises Orozco Rosas, profesor, který studuje fúzi na School of Engineering na univerzitě CETYS v Mexiku, řekl Lifewire e-mailem. Poukázal na software AI, který IBM vyvíjí a který by mohl být použit k ovládání magnetických polí obsahujících plazma uvnitř tokamakového fúzního reaktoru.
"Systém byl schopen manipulovat s plazmou do nových konfigurací, které mohou produkovat vyšší energii," dodal Rosas.
Síla hvězd
Fusion slibuje neomezenou energii bez uhlíku prostřednictvím stejného fyzikálního procesu, který pohání slunce a hvězdy. Technické výzvy při stavbě praktické fúzní elektrárny jsou však obrovské a zahrnují zahřívání paliva na teploty nad 100 milionů stupňů a vytváření plazmy. Výzkumníci používají silná magnetická pole k izolaci a izolaci horkého plazmatu od běžné hmoty na Zemi.
Holland řekl, že vybudování funkční fúzní elektrárny bude vyžadovat podrobné vědecké znalosti o tom, jak omezit a iniciovat plazmu za podmínek souvisejících s fúzí – při extrémních teplotách nebo tlacích.
„Zatímco nejtěžší je dostat plazmu do těchto relevantních podmínek, výzvy tím nekončí,“dodal Holland. „Energie bude muset být přeměněna na elektřinu nebo využitelné teplo; palivový cyklus bude muset být postaven tak, aby plazma mohlo být udrženo po dlouhou dobu, a materiály fúzního zařízení budou muset být odolné vůči extrémním podmínkám uvnitř elektrárny."
Holland předpověděl, že energie „revolucionizuje“globální energetický systém. Jakmile bude fúze komercializována a široce rozšířena, může znamenat, že energii lze vyrábět bez znečištění, kdykoli, bez nebezpečí pro veřejnost nebo radioaktivního odpadu s dlouhou životností. Mohlo by to zahájit éru hojnosti energie, díky níž bude energie levná, vždy dostupná a všudypřítomná.
Ale Rosas zněl opatrně, když řekl, že úspěch komerční fúze jako poskytovatele energie bude záviset na tom, zda lze výzvy výstavby elektráren a jejich bezpečného a spolehlivého provozu vyřešit způsobem, který sníží náklady na fúzi elektřina ekonomicky konkurenceschopná.
„S rostoucími obavami ze změny klimatu a omezenými zásobami fosilních paliv je třeba najít lepší způsoby, jak uspokojit naši rostoucí poptávku po energii,“dodal Rosas. „Výhody fúzní energie z ní činí extrémně atraktivní možnost: žádné emise uhlíku, dostatek paliv, energetická účinnost, méně radioaktivního odpadu než štěpení, bezpečnost a spolehlivá energie."
