Учени решиха ключов проблем на термоядрения синтез с помощта на AI
Въпреки обещаващия напредък, термоядреният синтез е далеч от това да стане достъпен за масова употреба
Учени, занимаващи се с термоядрена енергия, твърдят, че са намерили начин да преодолеят едно от най-големите си предизвикателства досега - с помощта на изкуствен интелект.
От десетилетия ядреният синтез се възхвалява като почти неограничен източник на чиста енергия, което би било революционно решение на климатичната криза. Експертите обаче са генерирали и поддържали енергията от термоядрения синтез само за няколко секунди и все още има много пречки, включително нестабилността на изключително сложния процес.
Съществуват няколко начина за постигане на енергия от термоядрен синтез, но най-разпространеният включва използването на водородни варианти като входно гориво и повишаване на температурата до изключително високи нива в машина с форма на поничка, известна като токамак, за да се създаде плазма - състояние на материята, подобно на супа. Но тази плазма трябва да се контролира и е много податлива на "разкъсване" и излизане от мощните магнитни полета на машината, които са предназначени я да задържат.
В сряда изследователи от Princeton University и Princeton Plasma Physics Laboratory съобщиха в списание Nature, че са открили начин да използват изкуствен интелект, за да прогнозират тези потенциални нестабилности и да ги предотвратяват в реално време. Екипът е провел експериментите си в американската Национална инсталация за термоядрен синтез DIII-D в Сан Диего и е установил, че техният контролер с изкуствен интелект може да прогнозира потенциални разкъсвания на плазмата до 300 милисекунди предварително. Без намесата на AI реакцията на термоядрен синтез е щяла да приключи внезапно.
"Експериментите осигуряват основа за използване на AI за решаване на предизвикателствата в широк спектър от нестабилности на плазмата, които отдавна пречат на термоядрената енергия", коментират от екипа пред CNN.
Откритията "определено" са стъпка напред за ядрения синтез, казва Егемен Колемен, професор по механично и космическо инженерство в Princeton University и автор на изследването, и добавя:
"Това е една от големите пречки - прекъсванията - а ние искаме всеки реактор да работи 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата в продължение на години без никакви проблеми. Този тип смущения и нестабилности биха били много проблематични, така че разработването на решения като това увеличава увереността им, че можем да работим с тези машини без никакви проблеми."
Енергията от термоядрен синтез е процесът, който захранва Слънцето и други звезди, и експертите от десетилетия се опитват да го овладеят на Земята. Той се постига, когато два атома, които обикновено се отблъскват, са принудени да се слеят. Това е обратното на ядреното делене - процесът, който се използва широко днес - при което се разчита на разделяне на атомите.
По-рано този месец учени и инженери близо до английския град Оксфорд поставиха нов рекорд за енергия от ядрен синтез, като поддържаха 69 мегаджаула в продължение на пет секунди, използвайки само 0,2 милиграма гориво. Това е достатъчно за захранване на около 12 000 домакинства за същото време. Но този експеримент все пак използва повече енергия като входна суровина, отколкото генерира.
Друг екип в Калифорния обаче успя да произведе нетно количество енергия от термоядрен синтез през декември 2022 г. в процес, наречен "запалване". Оттогава те са възпроизвели „запалването“ три пъти.
Въпреки обещаващия напредък, енергията от термоядрен синтез е далеч от това да стане достъпна за търговска употреба - много след срока, в който човечеството трябва да намали дълбоко и трайно замърсяването, затоплящо планетата, за да се предотврати влошаването на последиците от климатичната криза. Според учените това намаляване на замърсяването е необходимо още през това десетилетие, така че всички трябва да стискаме палци както на учените, така и на изкуствения интелект, който вече показва, че може да играе важна роля в овладяването на термоядрения синтез.