據報道,近年來,盡管科學家們都在努力推進核聚變發電技術發展,但由于各種難題尚未解決,這些試驗反應堆距離完全替代傳統化石燃料還有相當大的差距。
解決核聚變反應中過熱等離子體不可預測性問題,是實現穩定電力產出的最大瓶頸之一。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,已經成功研發新型AI系統,可提前300毫秒預測聚變中等離子體的“撕裂”行為,有效管理異常情況,有助于防止反應堆停機。
核聚變反應堆呈圓形構造,酷似甜甜圈,其內部的“托卡馬克”(tokamak)反應器通過磁場駕馭等離子體,使其難以逃離環狀墻壁。然而,過熱的等離子體極其不穩定,很容易發生“撕裂”,并沖破強大的磁場約束。因此,一旦出現這種情況,必須緊急關停反應堆并重新啟動。
據了解,PPPL研發的新型AI系統有能力提前預測并修正此類不穩定性。這項研究已在能源部設在圣地亞哥的DIII-D國家聚變設施展開測試。人工智能系統能發出預警信號,但對于人類而言,這樣的時間窗尚不足以采取行動。然而,僅需短短數毫秒,撕裂模式不穩定便足以破壞聚變反應。
研究團隊堅信,此款AI控制器有望降低DIII-D反應堆中的撕裂模式不穩定性。然而,值得注意的是,這個神經網絡主要針對DIII-D進行專項培訓,能否預測或控制其他型號的托卡馬克撕裂模式不穩定性,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,但這也需要開展更多的實驗測量。
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