Πυρηνική σύντηξη: Η Κίνα κάνει τεράστιο άλμα προς τα εμπρός χάρη στην AI
Μια ομάδα Κινέζων επιστημόνων πέτυχε ένα σημαντικό ορόσημο στην έρευνα για την πυρηνική σύντηξη, χρησιμοποιώντας την Τεχνητή Νοημοσύνη για να βελτιώσει δραματικά την ταχύτητα και την ακρίβεια των μετρήσεων στους αντιδραστήρες σύντηξης. Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον καθηγητή Lyu Bo του Ινστιτούτου Φυσικών Επιστημών Hefei, ενσωμάτωσε με επιτυχία τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα με την τεχνική της φασματοσκοπίας κρυστάλλων ακτίνων Χ (XCS) για την αποτελεσματικότερη παρακολούθηση και τον έλεγχο των αντιδραστήρων σύντηξης.
Η κύρια πρόκληση στην πυρηνική σύντηξη ήταν μέχρι σήμερα η κατανόηση και ο έλεγχος της συμπεριφοράς του πλάσματος, της υπέρθερμης κατάστασης της ύλης στην οποία λαμβάνουν χώρα οι αντιδράσεις σύντηξης. Δύο κρίσιμες παράμετροι, η θερμοκρασία των ιόντων και η ταχύτητα περιστροφής του πλάσματος, είναι απαραίτητες για τη διατήρηση της σταθερότητας του αντιδραστήρα και τη βελτίωση της απόδοσης του. Ωστόσο, η ακριβής και σε πραγματικό χρόνο μέτρηση τους αποτελούσε ανέκαθεν σημαντικό εμπόδιο.
Η κινεζική ομάδα ανέπτυξε δύο μοντέλα νευρωνικών δικτύων: Τα βαθιά νευρωνικά δίκτυα (DNN) και τα συνεπτυγμένα νευρωνικά δίκτυα (CNN). Και τα δύο μοντέλα έδειξαν την ικανότητα να υπολογίζουν τα προφίλ θερμοκρασίας ιόντων και ταχύτητας περιστροφής σε πραγματικό χρόνο. Δοκιμές αυστηρότητας που πραγματοποιήθηκαν στην πειραματική συσκευή σύντηξης advanced superconducting tokamak (EAST) επιβεβαίωσαν την ακρίβεια αυτών των μοντέλων, με προβλέψεις που ταιριάζουν πολύ με τα πραγματικά δεδομένα.
Το πιο εντυπωσιακό αποτέλεσμα ήταν η αύξηση της ταχύτητας που προσέφερε το μοντέλο DNN, το οποίο είναι πάνω από 10 φορές ταχύτερο από τις παραδοσιακές μεθόδους, παρέχοντας σχεδόν άμεσα αποτελέσματα χωρίς συμβιβασμούς στην ακρίβεια. Αυτή η δυνατότητα ταχείας επεξεργασίας είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση των λειτουργιών του αντιδραστήρα και τη διασφάλιση σταθερού περιορισμού του πλάσματος.
Επιπλέον, τα μοντέλα CNN αποδείχθηκε ότι είναι σε θέση να προβλέπουν με ακρίβεια τα ολοκληρωμένα προφίλ ταχύτητας περιστροφής στη γραμμή και να παράγουν προφίλ θερμοκρασίας των εντοπισμένων ακτινικών ιόντων, παρέχοντας μια λεπτομερή εικόνα της κατανομής της θερμοκρασίας εντός του πλάσματος. Αυτή η καινοτομία δεν περιορίζεται μόνο στην έρευνα για τη σύντηξη. Η ομάδα επισημαίνει ότι το μοντέλο μπορεί να προσαρμοστεί σε διάφορα διαγνωστικά συστήματα πέραν της τρέχουσας μελέτης, καθιστώντας το ιδιαίτερα χρήσιμο για ευρύτερες εφαρμογές στην έρευνα της σύντηξης και ενδεχομένως σε άλλα επιστημονικά πεδία.
Η πρόοδος αυτή αποτελεί σημαντικό βήμα προς την ανάπτυξη της ενέργειας σύντηξης, ενός στόχου που επιδιώκουν οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο για τη δημιουργία μιας καθαρής και πρακτικά απεριόριστης πηγής ενέργειας.
[via]
