Βασικά Takeaways
- Η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να βοηθήσει στην υλοποίηση της πρακτικής ενέργειας σύντηξης.
- Επιστήμονες του MIT ολοκλήρωσαν έναν από τους πιο απαιτητικούς υπολογισμούς στην επιστήμη της σύντηξης χρησιμοποιώντας μια τεχνική μηχανικής μάθησης.
-
Το λογισμικό AI που αναπτύσσει το DeepMind της IBM μπορεί να μάθει να ελέγχει τα μαγνητικά πεδία που περιέχουν το πλάσμα μέσα στον αντιδραστήρα σύντηξης tokamak.
Τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης (AI) μπορεί να μας βοηθήσουν να έρθουμε πιο κοντά στην πρακτική δύναμη σύντηξης που θα μπορούσε να μεταμορφώσει τις ενεργειακές βιομηχανίες του κόσμου.
Επιστήμονες του MIT ολοκλήρωσαν έναν από τους πιο απαιτητικούς υπολογισμούς στην επιστήμη της σύντηξης χρησιμοποιώντας μια τεχνική μηχανικής μάθησης. Σύμφωνα με ένα έγγραφο που δημοσιεύτηκε πρόσφατα, η μέθοδος μείωσε τον χρόνο της CPU που απαιτείται για να γίνουν οι υπολογισμοί, διατηρώντας παράλληλα την ακρίβεια της λύσης. Αποτελεί μέρος μιας αυξανόμενης προσπάθειας χρήσης της τεχνητής νοημοσύνης για να βοηθήσουμε στην επίλυση των μαθηματικών και μηχανικών προβλημάτων της κατάκτησης της ισχύος σύντηξης.
"Το AI είναι ένα εργαλείο που επιτρέπει στους επιστήμονες να επαναλαμβάνουν γρηγορότερα τα πειράματα, να κάνουν καλύτερες προβλέψεις για το πώς θα δράσει το πλάσμα σε ακραίες συνθήκες και να κατασκευάζουν νέες συσκευές σύντηξης με πιο ακριβή τρόπο, " Andrew Holland, Διευθύνων Σύμβουλος της Fusion Η Industry Association, είπε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email.
Η AI δίνει ένα χέρι
Οι ερευνητές του MIT Pablo Rodriguez-Fernandez και Nathan Howard εργάζονται για την πρόβλεψη της αναμενόμενης απόδοσης στη συσκευή SPARC, ένα συμπαγές πείραμα σύντηξης υψηλού μαγνητικού πεδίου που βρίσκεται υπό κατασκευή. Ενώ ο υπολογισμός απαιτούσε τεράστιο χρόνο στον υπολογιστή (πάνω από 8 εκατομμύρια ώρες CPU), οι ερευνητές κατάφεραν να μειώσουν τον απαιτούμενο χρόνο.
Ένα από τα πιο προκλητικά προβλήματα για τους ερευνητές σύντηξης είναι η πρόβλεψη της θερμοκρασίας και της πυκνότητας του πλάσματος. Σε συσκευές περιορισμού όπως το SPARC, η εξωτερική ισχύς και η εισροή θερμότητας από τη διαδικασία σύντηξης χάνονται λόγω αναταράξεων στο πλάσμα.
Ωστόσο, οι ερευνητές του MIT χρησιμοποίησαν τεχνικές από τη μηχανική μάθηση για να βελτιστοποιήσουν έναν τέτοιο υπολογισμό. Εκτιμούν ότι η μέθοδος μείωσε τον αριθμό των εκτελέσεων του κώδικα κατά τέσσερα.
Νέα έρευνα δείχνει ότι οι σύγχρονες τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο μιας αντίδρασης πυρηνικής σύντηξης, συμβάλλοντας δυνητικά στην επιτάχυνση της ανάπτυξης της πυρηνικής σύντηξης ως πρακτική πηγή ενέργειας, ο Ulises Orozco Rosas, καθηγητής που μελετά τη σύντηξη στη Σχολή Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο CETYS στο Μεξικό, είπε στο Lifewire μέσω email. Επεσήμανε το λογισμικό τεχνητής νοημοσύνης που αναπτύσσει η IBM και το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο των μαγνητικών πεδίων που περιέχουν το πλάσμα μέσα στον αντιδραστήρα σύντηξης tokamak.
"Το σύστημα μπόρεσε να χειριστεί το πλάσμα σε νέες διαμορφώσεις που μπορούν να παράγουν υψηλότερη ενέργεια", πρόσθεσε ο Rosas.
Η δύναμη των αστεριών
Το Fusion υπόσχεται απεριόριστη ενέργεια χωρίς άνθρακα μέσω της ίδιας φυσικής διαδικασίας που τροφοδοτεί τον ήλιο και τα αστέρια. Ωστόσο, οι τεχνικές προκλήσεις της κατασκευής ενός πρακτικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης είναι τρομερές και περιλαμβάνουν τη θέρμανση του καυσίμου σε θερμοκρασίες πάνω από 100 εκατομμύρια βαθμούς και τη δημιουργία πλάσματος. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν ισχυρά μαγνητικά πεδία για να απομονώσουν και να μονώσουν το καυτό πλάσμα από τη συνηθισμένη ύλη στη Γη.
Η Ολλανδία είπε ότι η κατασκευή ενός λειτουργικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης θα απαιτήσει λεπτομερή επιστημονική κατανόηση του τρόπου περιορισμού και εκκίνησης ενός πλάσματος υπό συνθήκες που σχετίζονται με τη σύντηξη -σε ακραίες θερμοκρασίες ή πιέσεις.
"Ενώ το δυσκολότερο μέρος είναι η εισαγωγή του πλάσματος σε αυτές τις σχετικές συνθήκες, οι προκλήσεις δεν σταματούν εκεί", πρόσθεσε ο Holland. «Η ενέργεια θα πρέπει να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια ή χρησιμοποιήσιμη θερμότητα· ο κύκλος του καυσίμου θα πρέπει να κατασκευαστεί έτσι ώστε το πλάσμα να μπορεί να διατηρηθεί για μεγάλες περιόδους και τα υλικά της συσκευής σύντηξης θα πρέπει να είναι ανθεκτικά στις ακραίες συνθήκες μέσα το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας."
Η Ολλανδία προέβλεψε ότι η ενέργεια θα «φέρει επανάσταση» στο παγκόσμιο ενεργειακό σύστημα. Από τη στιγμή που θα διατεθεί στο εμπόριο και θα αναπτυχθεί ευρέως, η σύντηξη θα μπορούσε να σημαίνει ότι η ενέργεια μπορεί να παραχθεί χωρίς ρύπανση, ανά πάσα στιγμή, χωρίς κίνδυνο για το κοινό ή μακρόβια ραδιενεργά απόβλητα. Θα μπορούσε να εγκαινιάσει μια εποχή αφθονίας ενέργειας, καθιστώντας την ενέργεια φθηνή, πάντα διαθέσιμη και πανταχού παρούσα.
Αλλά ο Rosas σημείωσε επιφυλακτικότητα, λέγοντας ότι η επιτυχία της εμπορικής σύντηξης ως παρόχου ενέργειας θα εξαρτηθεί από το εάν οι προκλήσεις της κατασκευής μονάδων παραγωγής και της λειτουργίας τους με ασφάλεια και αξιοπιστία μπορούν να αντιμετωπιστούν με τρόπο που να κάνει το κόστος της σύντηξης ηλεκτρική ενέργεια οικονομικά ανταγωνιστική.
"Με τις αυξανόμενες ανησυχίες για την κλιματική αλλαγή και τις πεπερασμένες προμήθειες ορυκτών καυσίμων, πρέπει να βρεθούν καλύτεροι τρόποι για την κάλυψη της αυξανόμενης ενεργειακής μας ζήτησης", πρόσθεσε ο Rosas. «Τα οφέλη της ενέργειας σύντηξης την καθιστούν μια εξαιρετικά ελκυστική επιλογή: χωρίς εκπομπές άνθρακα, άφθονα καύσιμα, ενεργειακή απόδοση, λιγότερα ραδιενεργά απόβλητα από τη σχάση, ασφάλεια και αξιόπιστη ισχύς."
