AI助力“人造太陽(yáng)”穩(wěn)定輸出：提前預(yù)測(cè)聚變中等離子體“撕裂”

AI助力“人造太陽(yáng)”穩(wěn)定輸出：提前預(yù)測(cè)聚變中等離子體“撕裂”

IT之家 2 月 28 日消息，科學(xué)家過去幾十年時(shí)間里，一直在探索和追逐核聚變發(fā)電夢(mèng)想，不過由于種種挑戰(zhàn)，這些實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆至今仍未達(dá)到取代化石燃料的程度。

其中讓核聚變產(chǎn)生穩(wěn)定電力的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，就是過熱等離子體的不可預(yù)測(cè)性，不過普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室（PPPL）在這一方面有了重大突破。

PPPL 團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)了一種新的人工智能，可以提前 300 毫秒預(yù)測(cè)聚變中等離子體“撕裂”，從而平滑處理不規(guī)則現(xiàn)象，未來(lái)有望避免反應(yīng)堆重啟。

聚變反應(yīng)堆采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，類似于甜甜圈，在“托卡馬克”（tokamak）反應(yīng)堆內(nèi)，磁場(chǎng)控制著等離子體，讓其不會(huì)沖破環(huán)壁。

不過沸騰的等離子體很難控制，它極易“撕裂”，并且逃逸出用于約束它的強(qiáng)大磁場(chǎng)。一旦等離子體逃逸，那么就需要關(guān)閉反應(yīng)堆并重置。

PPPL 開發(fā)的人工智能有可能提前足夠長(zhǎng)的時(shí)間預(yù)測(cè)這些不穩(wěn)定性，以便對(duì)其進(jìn)行糾正，測(cè)試在能源部位于圣地亞哥的 DIIID 國(guó)家聚變?cè)O(shè)施進(jìn)行（見上圖）。

人工智能算法發(fā)出的警告時(shí)間并不長(zhǎng)最長(zhǎng)預(yù)報(bào)時(shí)間為 300 毫秒。這對(duì)人類來(lái)說(shuō)還不夠時(shí)間做任何事情，但撕裂模式不穩(wěn)定性只需要幾毫秒就能破壞聚變反應(yīng)。

研究小組確信，人工智能控制器能夠減少 DIIID 反應(yīng)堆中的撕裂模式不穩(wěn)定性。然而，該網(wǎng)絡(luò)是專門針對(duì) DIIID 進(jìn)行訓(xùn)練的它無(wú)法預(yù)測(cè)或穩(wěn)定其他托卡馬克的撕裂模式不穩(wěn)定性。研究人員希望最終能開發(fā)出一種更通用的人工智能，但這需要更多的測(cè)試。

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