Veiksmīga kodolsintēzes ieviešana sola nodrošināt neierobežotu, ilgtspējīgu tīras enerģijas avotu, taču mēs varam īstenot šo neticamo sapni tikai tad, ja apgūsim sarežģīto fiziku, kas notiek reaktorā.
Gadu desmitiem zinātnieki ir veikuši pakāpeniskus soļus, lai sasniegtu šo mērķi, taču daudzas problēmas joprojām nav atrisinātas. Viens no galvenajiem šķēršļiem ir veiksmīgi pārvaldīt nestabilo un pārkarsēto plazmu reaktorā, taču jauna pieeja parāda, kā mēs to varam izdarīt.
Sadarbībā starp EPFL Šveices plazmas centru (SPC) un mākslīgā intelekta (AI) uzņēmumu DeepMind, zinātnieki izmantoja dziļas pastiprināšanas mācību (RL) sistēmu, lai pētītu plazmas uzvedības un kontroles nianses virtuļa formas saplūšanas tokamakā. , kas izmanto virkne magnētisko spoļu, kas atrodas ap reaktoru, lai kontrolētu un manipulētu ar plazmu tajā.
Tas ir sarežģīts līdzsvarošanas akts, jo spolēm ir nepieciešams milzīgs skaits smalku sprieguma regulējumu, līdz pat tūkstošiem reižu sekundē, lai veiksmīgi noturētu plazmu magnētiskajā laukā. Tādējādi kodolsintēzes reakciju uzturēšanai, kas ietver plazmas stabilitātes saglabāšanu simtiem miljonu grādu pēc Celsija, kas ir karstāka pat Saules kodolā, ir nepieciešamas sarežģītas, daudzlīmeņu sistēmas, lai kontrolētu spoles. Tomēr jaunā pētījumā zinātnieki ir pierādījuši, ka viena mākslīgā intelekta sistēma ar šo uzdevumu var tikt galā pati.
"Izmantojot mācību arhitektūru, kas apvieno dziļu RL un simulācijas vidi, mēs izveidojām kontrolierus, kas var gan uzturēt plazmu stabilā stāvoklī, gan izmantot to, lai precīzi atveidotu dažādas formas," komanda skaidro DeepMind emuāra ierakstā. Lai paveiktu šo varoņdarbu, pētnieki apmācīja savu AI sistēmu tokamaka simulatorā, kurā mašīnmācīšanās sistēma, izmantojot izmēģinājumus un kļūdas, iemācījās orientēties plazmas magnētiskā ierobežojuma sarežģītībā. Pēc studiju beigšanas mākslīgais intelekts to pacēla uz nākamo līmeni, pielietojot simulatorā apgūto reālajā pasaulē.
Vadot SPC mainīgas konfigurācijas tokamaku (TCV), RL sistēma piešķīra plazmai reaktorā dažādas formas, tostarp tādu, kas nekad agrāk nebija redzēta TCV: stabilizējot "pilienus", kur divas plazmas vienlaikus pastāvēja ierīces iekšpusē. Papildus tradicionālajām formām AI var izveidot arī uzlabotas konfigurācijas, piešķirot plazmai "negatīvā trīsstūra" un "sniegpārsla" formas.
Katrai no šīm izpausmēm ir atšķirīgs enerģijas ražošanas potenciāls nākotnē, ja mēs spēsim uzturēt kodolsintēzes reakcijas. Viena no konfigurācijām, ko kontrolē šī sistēma, "ITER līdzīgā forma", var būt īpaši daudzsološa turpmākiem pētījumiem Starptautiskajā kodoltermiskajā eksperimentālajā reaktorā (ITER), pasaulē lielākajā kodolsintēzes eksperimentā, kas pašlaik tiek būvēts Francijā.
Pēc pētnieku domām, šo plazmas veidojumu magnētiskā vadība ir "viena no vissarežģītākajām reālās pasaules sistēmām, kurai ir izmantota pastiprināšanas mācīšanās", un tā varētu sniegt radikāli jaunu virzienu reālās pasaules tokamaku projektēšanā. Ne tikai tas, bet daži uzskata, ka tas būtiski mainīs progresīvu plazmas kontroles sistēmu nākotni kodolsintēzes reaktoros.
Lasi arī: