AI首次用於控製聚變反應堆內的等離子體
如果能讓聚變反應堆運轉起來,它將提供廉價(jia) 、豐(feng) 富且相對清潔的能源。人工智能(AI)首次被用於(yu) 控製聚變反應堆內(nei) 的超高溫等離子體(ti) ,為(wei) 提高其穩定性和效率提供了一條新途徑。相關(guan) 研究近日發表於(yu) 《自然》。
英國DeepMind公司與(yu) 瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家合作,創建了一個(ge) 神經網絡,能夠控製EPFL的托卡馬克配置變量(TCV)聚變反應堆中的磁場。這些磁場對於(yu) 安全控製反應堆的等離子體(ti) 至關(guan) 重要。
TCV的研究人員之前使用了19個(ge) 磁圈,每個(ge) 磁圈由一個(ge) 單獨的算法控製,通過大量傳(chuan) 感器監測反應堆內(nei) 部,每秒數千次。而DeepMind創建了一個(ge) 單一的神經網絡來同時控製所有線圈,並能自主學習(xi) ,從(cong) 而最好地控製等離子體(ti) 。
該團隊對人工智能進行了精確的數字模擬訓練,然後在真實機器上進行實驗,成功將等離子體(ti) 維持2秒左右。這接近反應堆的極限——TCV在一次實驗中將等離子體(ti) 維持3秒鍾,而世界紀錄隻有5秒。除了控製等離子體(ti) ,人工智能還能塑造等離子體(ti) ,並在反應堆內(nei) 移動它。人工智能甚至展示了同時控製兩(liang) 束分離等離子體(ti) 的能力。
EPFL的Federico Felici說,盡管理論上有很多方法可以用磁圈來控製等離子體(ti) ,科學家已經嚐試和測試了一些策略,但人工智能以新穎的方法與(yu) 線圈形成相同的等離子體(ti) 形狀,讓團隊感到驚訝。
Felici解釋說,“這種人工智能算法,即強化學習(xi) ,選擇了一種完全不同的方式使用TCV線圈,但仍在創造我們(men) 預期的相同等離子體(ti) 。這種完全不同的方式可以自由地探索整個(ge) 操作空間。”
英國約克大學的Howard Wilson認為(wei) ,這些人工智能實驗表明,將等離子體(ti) 包含在“極端幾何形狀”中是有希望的,這為(wei) 使用不同等離子體(ti) 形狀的實驗鋪平了道路,而這些實驗可能會(hui) 提高穩定性或效率。 “它降低了參數空間的操作風險,同時也打開了可以探索的參數新空間。”他說。(李木子)
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