A mesterséges intelligencia (MI) technikái segíthetnek közelebb kerülni fúziós energiatermelés gyakorlati megvalósításához, amely átalakíthatja a világ energiaiparát. Az MI algoritmusai gyorsan meghatározzák, hogyan kell irányítani és fenntartani a fúziós reakciókat.
Az MIT tudósai a fúziós tudomány egyik legigényesebb számítását végezték el egy gépi tanulási technika segítségével. Egy nemrég megjelent tanulmány szerint a módszer csökkentette a számítások elvégzéséhez szükséges CPU-időt, miközben a megoldás pontossága megmaradt. Ez része annak a növekvő erőfeszítésnek, hogy a mesterséges intelligencia segítségével segítsenek megoldani a fúziós energiatermelés megvalósításával kapcsolatos matematikai és mérnöki problémákat.
"A mesterséges intelligencia olyan eszköz, amely lehetővé teszi a tudósok számára, hogy gyorsabban ismételjék meg a kísérleteket, jobb előrejelzéseket készítsenek arról, hogyan viselkedik a plazma szélsőséges körülmények között, és pontosabb módon építsenek új fúziós eszközöket" - mondta Andrew Holland, a Fusion Industry Association vezérigazgatója a Lifewire-nek adott interjújában.
Az MIT kutatói, Pablo Rodriguez-Fernandez és Nathan Howard vezetésével azon dolgoznak, hogy megjósolják a SPARC-berendezés, egy jelenleg építés alatt álló kompakt, nagy mágneses mezővel működő fúziós kísérlet várható teljesítményét. Bár a számítás óriási mennyiségű számítógépes időt igényelt (több mint 8 millió CPU-órát), a kutatóknak sikerült csökkenteniük a szükséges időt.
A fúziós kutatók számára az egyik legnagyobb kihívást jelentő probléma a plazma hőmérsékletének és sűrűségének előrejelzése. A SPARC-hoz hasonló berendezésekben a külső energia és a fúziós folyamatból származó hőbevitel a plazma turbulenciáján keresztül elvész. Az MIT kutatói azonban a gépi tanulás technikáit használták az ilyen számítások optimalizálására. Becsléseik szerint a módszer negyedére csökkentette a kód lefutásainak számát.
Az új kutatás azt mutatja, hogy a modern mesterséges intelligencia technikák felhasználhatók a magfúziós reakció irányítására, ami segíthet felgyorsítani a magfúzió gyakorlati energiaforrássá fejlesztését - mondta Ulises Orozco Rosas, a mexikói CETYS Egyetem professzora. Felhívta a figyelmet az IBM által kifejlesztett mesterséges intelligencia-szoftverre, amelyet a tokamak fúziós reaktorban lehet a plazmát tartó mágneses mezők vezérlésére használni. "A rendszer képes volt a plazmát új konfigurációkba manipulálni, amelyekkel nagyobb energiát lehet előállítani" - jegyezte meg Rosas.
A fúzió korlátlan, szénmentes energiát ígér ugyanazzal a fizikai folyamattal, amely a Napot és a csillagokat is fűti. A gyakorlati fúziós erőmű megépítésének technikai kihívásai azonban hatalmasak, és magukban foglalják az üzemanyag 100 millió fok feletti hőmérsékletre való felmelegítését és a plazma létrehozását. A kutatók erős mágneses tereket használnak a forró plazma elkülönítésére és szigetelésére a közönséges anyagtól.
Holland elmondta, hogy egy működő fúziós erőmű megépítéséhez részletes tudományos ismeretekre lesz szükség arról, hogy a plazmát hogyan lehet a fúzió szempontjából releváns körülmények között - szélsőséges hőmérsékleten vagy nyomáson - elzárni és beindítani.
"Bár a legnehezebb a plazma ilyen körülmények közé juttatása, a kihívások itt még nem érnek véget. Az energiát elektromossággá vagy hasznosítható hővé kell alakítani, az üzemanyagciklust úgy kell kialakítani, hogy a plazma hosszú ideig fenntartható legyen, és a fúziós berendezés anyagainak ellenállónak kell lenniük az erőműben uralkodó szélsőséges körülményekkel szemben" - tette hozzá Holland.
A kutató azt is megjósolta, hogy a fúziós energia "forradalmasítani" fogja a globális energiarendszert. Ha egyszer kereskedelmi forgalomba kerül és széles körben elterjed, a fúzió azt jelentheti, hogy az energiát szennyezés nélkül, bármikor, a lakosságot nem veszélyeztetve és hosszú élettartamú radioaktív hulladék nélkül lehet előállítani. Ez az energiabőség korszakát vezetheti be, az energia olcsóvá, mindig és mindenütt elérhetővé válhat.
Rosas azonban óvatosságra intett. Szerinte a kereskedelmi fúziós energia sikere attól függ, hogy termelése gazdaságilag versenyképes lesz-e.
"Az éghajlatváltozással kapcsolatos növekvő aggodalmak és a fosszilis tüzelőanyagok véges készletei miatt jobb módszereket kell találni a növekvő energiaigény kielégítésére. A fúziós energiát az előnyei rendkívül vonzóvá teszik. Nincs szén-dioxid-kibocsátás, bőséges a tüzelőanyagkészlet, magas az energiahatékonyság, a maghasadásnál kevesebb radioaktív hulladék keletkezik, biztonságos és megbízható energia" - sorolta a professzor az előnyöket.
