Sėkmingas branduolių sintezės įgyvendinimas žada suteikti neribotą, tvarų švarios energijos šaltinį, tačiau šią neįtikėtiną svajonę galime įgyvendinti tik tada, kai įvaldysime sudėtingą fiziką, kuri vyksta reaktoriaus viduje.
Per dešimtmečius mokslininkai žengė laipsniškus žingsnius siekdami šio tikslo, tačiau daugelis problemų lieka neišspręstos. Viena iš pagrindinių kliūčių yra sėkmingas nestabilios ir perkaitintos plazmos valdymas reaktoriuje, tačiau naujas požiūris parodo, kaip mes galime tai padaryti.
Bendradarbiaudami EPFL Šveicarijos plazmos centrui (SPC) ir dirbtinio intelekto (AI) įmonei DeepMind, mokslininkai panaudojo gilaus sustiprinimo mokymosi (RL) sistemą, kad ištirtų plazmos elgesio ir valdymo niuansus spurgos formos sintezės tokamake. aplink reaktorių išsidėstę magnetiniai ritiniai, skirti valdyti ir valdyti jame esančią plazmą.
Tai sudėtingas balansavimo veiksmas, nes norint sėkmingai išlaikyti plazmą magnetiniame lauke, ritės reikalauja daugybės tikslių įtampos reguliavimų iki tūkstančių kartų per sekundę. Taigi, norint palaikyti branduolių sintezės reakcijas, kurios apima plazmos stabilumo palaikymą šimtuose milijonų laipsnių Celsijaus, karštesnėje nei Saulės šerdyje, reikia sudėtingų kelių lygių sistemų, skirtų ritėms valdyti. Tačiau naujame tyrime mokslininkai įrodė, kad viena dirbtinio intelekto sistema gali pati susidoroti su šia užduotimi.
„Naudodami mokymosi architektūrą, kuri sujungia gilųjį RL ir modeliavimo aplinką, sukūrėme valdiklius, kurie gali išlaikyti plazmą pastovioje būsenoje ir naudoti ją norint tiksliai atvaizduoti skirtingas formas“, - „DeepMind“ tinklaraščio įraše aiškina komanda. Norėdami atlikti šį žygdarbį, mokslininkai apmokė savo AI sistemą tokamako simuliatoriuje, kuriame mašinų mokymosi sistema per bandymus ir klaidas išmoko naršyti po plazmos magnetinio uždarymo sudėtingumą. Baigęs mokslus, dirbtinis intelektas perkėlė jį į kitą lygį, pritaikydamas tai, ko išmoko simuliatoriuje realiame pasaulyje.
Naudodama SPC kintamos konfigūracijos tokamaką (TCV), RL sistema suteikė reaktoriaus viduje esančiai plazmai skirtingų formų, įskaitant tokią, kokios dar nebuvo TCV: stabilizuojančius „lašelius“, kai įrenginio viduje vienu metu egzistavo dvi plazmos. Be tradicinių formų, AI taip pat galėjo sukurti pažangias konfigūracijas, suteikdamas plazmai „neigiamo trikampio“ ir „snaigės“ formas.
Kiekviena iš šių apraiškų turi skirtingą energijos gamybos potencialą ateityje, jei galėsime palaikyti branduolių sintezės reakcijas. Viena iš šios sistemos valdomų konfigūracijų, „į ITER panaši forma“, gali būti ypač perspektyvi būsimiems tyrimams Tarptautiniame termobranduoliniame eksperimentiniame reaktoriuje (ITER), didžiausiame pasaulyje branduolinės sintezės eksperimente, šiuo metu statomame Prancūzijoje.
Tyrėjų teigimu, šių plazminių darinių magnetinis valdymas yra „viena sudėtingiausių realaus pasaulio sistemų, kurioms buvo pritaikytas sustiprinimo mokymasis“, ir gali suteikti radikaliai naują kryptį kuriant realaus pasaulio tokamakus. Negana to, kai kurie mano, kad tai iš esmės pakeis pažangių plazmos valdymo sistemų sintezės reaktoriuose ateitį.
Taip pat skaitykite: