موارد مهم
- AI می تواند به به ثمر نشستن انرژی عملی همجوشی کمک کند.
- دانشمندان MIT با استفاده از تکنیک یادگیری ماشینی یکی از سخت‌ترین محاسبات را در علم همجوشی انجام داده‌اند.
-
نرم افزار هوش مصنوعی که DeepMind IBM در حال توسعه است ممکن است یاد بگیرد که میدان های مغناطیسی حاوی پلاسمای داخل راکتور همجوشی توکامک را کنترل کند.
تکنیک‌های هوش مصنوعی (AI) ممکن است به ما کمک کند تا به نیروی همجوشی عملی نزدیک‌تر شویم که می‌تواند صنایع انرژی جهان را متحول کند.
دانشمندان MIT با استفاده از تکنیک یادگیری ماشینی یکی از سخت‌ترین محاسبات را در علم همجوشی انجام داده‌اند.بر اساس مقاله ای که اخیراً منتشر شده است، این روش زمان CPU مورد نیاز برای انجام محاسبات را کاهش می دهد و در عین حال دقت راه حل را حفظ می کند. این بخشی از یک تلاش رو به رشد برای استفاده از هوش مصنوعی برای کمک به حل مشکلات ریاضی و مهندسی تسلط بر قدرت فیوژن است.
اندرو هالند، مدیر عامل فیوژن، "هوش مصنوعی ابزاری است که به دانشمندان امکان می دهد آزمایش ها را سریع تر تکرار کنند، پیش بینی های بهتری در مورد نحوه عملکرد پلاسما در شرایط شدید انجام دهند و دستگاه های همجوشی جدید را به روشی دقیق تر بسازند." انجمن صنعت، در یک مصاحبه ایمیلی به Lifewire گفت.
هوش مصنوعی دست می دهد
پابلو رودریگز-فرناندز و ناتان هاوارد، محققان MIT در حال کار بر روی پیش بینی عملکرد مورد انتظار در دستگاه SPARC هستند، یک آزمایش همجوشی فشرده با میدان مغناطیسی بالا که در حال حاضر در دست ساخت است. در حالی که محاسبه به مقدار زیادی از زمان کامپیوتر (بیش از 8 میلیون ساعت CPU) نیاز داشت، محققان موفق شدند زمان مورد نیاز را کاهش دهند.
یکی از چالش برانگیزترین مشکلات برای محققان همجوشی، پیش‌بینی دما و چگالی پلاسما است. در دستگاه‌های محصورکننده مانند SPARC، نیروی خارجی و گرمای ورودی از فرآیند همجوشی از طریق تلاطم در پلاسما از دست می‌رود.
با این حال، محققان MIT از تکنیک های یادگیری ماشینی برای بهینه سازی چنین محاسبه ای استفاده کردند. آنها تخمین می زنند که این روش تعداد اجرای کد را با ضریب چهار کاهش می دهد.
تحقیقات جدید نشان می دهد که تکنیک های هوش مصنوعی مدرن را می توان برای کنترل یک واکنش همجوشی هسته ای مورد استفاده قرار داد که به طور بالقوه به تسریع توسعه همجوشی هسته ای به عنوان یک منبع انرژی عملی کمک می کند. در دانشگاه CETYS در مکزیک، از طریق ایمیل به Lifewire گفت. او به نرم افزار هوش مصنوعی که IBM در حال توسعه آن است اشاره کرد که می تواند برای کنترل میدان های مغناطیسی حاوی پلاسما در داخل راکتور همجوشی توکامک استفاده شود.
«سیستم توانست پلاسما را به پیکربندی‌های جدیدی دستکاری کند که می‌تواند انرژی بالاتری تولید کند.
قدرت ستارگان
Fusion نوید انرژی نامحدود و بدون کربن را از طریق همان فرآیند فیزیکی که خورشید و ستارگان را تامین می کند، می دهد. با این حال، چالش های فنی ساخت یک نیروگاه همجوشی عملی بسیار زیاد است و شامل گرم کردن سوخت تا دمای بالای 100 میلیون درجه و ایجاد پلاسما می شود. محققان از میدان‌های مغناطیسی قوی برای جداسازی و عایق‌سازی پلاسمای داغ از مواد معمولی روی زمین استفاده می‌کنند.
هلند گفت که ساختن یک نیروگاه همجوشی کار نیاز به درک دقیق علمی از نحوه محدود کردن و راه اندازی پلاسما در شرایط مرتبط با همجوشی - در دماها یا فشارهای شدید دارد.
هولند افزود: «در حالی که سخت‌ترین بخش وارد کردن پلاسما به آن شرایط مربوطه است، چالش‌ها به همین جا ختم نمی‌شوند». انرژی باید به الکتریسیته یا گرمای قابل استفاده تبدیل شود؛ چرخه سوخت باید به گونه‌ای ساخته شود که پلاسما بتواند در دوره‌های طولانی دوام بیاورد و مواد دستگاه همجوشی باید در برابر شرایط شدید در داخل مقاوم باشند. نیروگاه"
هلند پیش بینی کرد که انرژی سیستم انرژی جهانی را "انقلابی" خواهد کرد. پس از تجاری سازی و به کارگیری گسترده، همجوشی می تواند به این معنا باشد که انرژی می تواند بدون آلودگی، در هر زمان، بدون هیچ خطری برای عموم یا زباله های رادیواکتیو با عمر طولانی تولید شود. این می‌تواند عصر انبوه انرژی را آغاز کند، انرژی را ارزان، همیشه در دسترس و در همه جا حاضر کند.
اما روزاس احتیاط کرد و گفت که موفقیت فیوژن تجاری به عنوان یک تامین کننده انرژی به این بستگی دارد که آیا می توان با چالش های ساخت نیروگاه های تولید و بهره برداری ایمن و قابل اطمینان آنها به روشی پاسخ داد که هزینه همجوشی را افزایش دهد. برق از نظر اقتصادی رقابتی است.
روزاس افزود: «با افزایش نگرانی‌ها در مورد تغییرات آب و هوا و منابع محدود سوخت‌های فسیلی، باید راه‌های بهتری برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد انرژی ما یافت. فواید نیروی همجوشی آن را به گزینه ای بسیار جذاب تبدیل می کند: بدون انتشار کربن، سوخت فراوان، بهره وری انرژی، ضایعات رادیواکتیو کمتر نسبت به شکافت، ایمنی و قدرت قابل اعتماد."
