據(jù)報道,近年來,盡管科學(xué)家們都在努力推進核聚變發(fā)電技術(shù)發(fā)展,但由于各種難題尚未解決,這些試驗反應(yīng)堆距離完全替代傳統(tǒng)化石燃料還有相當(dāng)大的差距。
解決核聚變反應(yīng)中過熱等離子體不可預(yù)測性問題,是實現(xiàn)穩(wěn)定電力產(chǎn)出的最大瓶頸之一。近期,美國普林斯頓等離子體物理實驗室(簡稱 PPPL)取得重要進展,已經(jīng)成功研發(fā)新型AI系統(tǒng),可提前300毫秒預(yù)測聚變中等離子體的“撕裂”行為,有效管理異常情況,有助于防止反應(yīng)堆停機。
核聚變反應(yīng)堆呈圓形構(gòu)造,酷似甜甜圈,其內(nèi)部的“托卡馬克”(tokamak)反應(yīng)器通過磁場駕馭等離子體,使其難以逃離環(huán)狀墻壁。然而,過熱的等離子體極其不穩(wěn)定,很容易發(fā)生“撕裂”,并沖破強大的磁場約束。因此,一旦出現(xiàn)這種情況,必須緊急關(guān)停反應(yīng)堆并重新啟動。
據(jù)了解,PPPL研發(fā)的新型AI系統(tǒng)有能力提前預(yù)測并修正此類不穩(wěn)定性。這項研究已在能源部設(shè)在圣地亞哥的DIII-D國家聚變設(shè)施展開測試。人工智能系統(tǒng)能發(fā)出預(yù)警信號,但對于人類而言,這樣的時間窗尚不足以采取行動。然而,僅需短短數(shù)毫秒,撕裂模式不穩(wěn)定便足以破壞聚變反應(yīng)。
研究團隊堅信,此款A(yù)I控制器有望降低DIII-D反應(yīng)堆中的撕裂模式不穩(wěn)定性。然而,值得注意的是,這個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要針對DIII-D進行專項培訓(xùn),能否預(yù)測或控制其他型號的托卡馬克撕裂模式不穩(wěn)定性,仍有待進一步驗證。研究團隊期待能夠推出一種具有更高泛化性的AI系統(tǒng),但這也需要開展更多的實驗測量。
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