Inteligența artificială ar putea contribui semnificativ la omenire: crearea energiei de fuziune curată și nelimitată.

Obstacolele sunt numeroase pe drumul spre fuziunea nucleară, procesul ce are loc în centrul soarelui prin care atomii se combină pentru a produce energie. Provocările includ generarea unei cantități de energie mai mari decât necesarul pentru a alimenta reactoarele, crearea unor materiale rezistente la construcția reactorului, menținerea purității reactorului și retenția combustibilului în interior, numai pentru a menționa câteva dintre acestea, conform vice.com.

Reactoarele tokamak cu formă de gogoașă se bazează pe magneți pentru a comprima particulele de plasmă și a le menține rotindu-se constant în jurul unui inel, generând o reacție de fuziune îndelungată. Acestea se numără printre primele proiecte vizând crearea unui reactor practic de fuziune. Cu toate acestea, dacă există o perturbare minoră a liniilor de câmp magnetic care traversează plasma, echilibrul fragil ce asigură retenția acestora este perturbat: plasma evadează din prinderea magneților și reacția se oprește.

Chijin Xiao, fizician specializat în fizica plasmei la Universitatea din Saskatchewan și care nu a fost implicat în studiu, explică că aceste instabilități pot avea efecte devastatoare. "Când plasma încetează să funcționeze, există mai multe riscuri: unul este că toată energia stocată în plasmă va fi eliberată sub formă de energie termică și poate deteriora peretele reactorului", a spus ea. "Mai important, o schimbare bruscă a curentului [magnetic] poate introduce o forță foarte mare asupra reactorului, care poate distruge cu adevărat dispozitivul".

Modelul dezvoltat de laboratorul de la Princeton poate anticipa instabilitățile denumite "în modul de rupere" cu 300 de milisecunde înainte ca acestea să se producă. Deși nu pare o perioadă lungă, este suficient timp pentru a menține plasma sub control, conform studiului lor.

Ce indică primele teste?

Cercetătorii au testat algoritmul pe un reactor real, DIII-D National Fusion Facility din San Diego. Ei au constatat că sistemul lor bazat pe inteligența artificială poate regla puterea injectată în reactor și forma plasmei pentru a menține sub control particulele rotative.

Azarakhsh Jalalvand, co-autor al studiului, a afirmat într-un comunicat că succesul modelului AI se datorează faptului că acesta a fost instruit pe baza unor date reale din experimentele anterioare de fuziune, nu pe modele teoretice fizice. "Nu încercăm să îl instruim pe modelul nostru prin întreaga complexitate a fizicii unei reacții de fuziune", a spus Jalalvand. "Îi comunicăm care este scopul - să mențină o reacție de mare putere - ce trebuie să evite - o instabilitate în modul de rupere - și butoanele pe care le poate roti pentru a obține aceste rezultate. În timp, acesta învață calea optimă pentru a atinge obiectivul de putere ridicată, evitând în același timp pedeapsa unei instabilități."

Studiul este semnificativ, a declarat coautorul Jaemin Seo, deoarece studiile anterioare au reușit să suprime instabilitățile de rupere doar după ce acestea au avut loc. "Abordarea noastră ne permite să prezicem și să evităm aceste instabilități înainte ca ele să apară".

Dar instabilitățile modului de rupere sunt doar una dintre modalitățile prin care plasma se poate destabiliza. Există zeci de moduri în care un glob de plasmă se poate clatina, îndoi sau rupe în bucăți: ca un furtun de grădină îndoit, un ventilator sau chiar un cârnat.

Instabilitatile de rupere

Și totuși, instabilitatile de rupere sunt una dintre cele mai mari provocari in drumul spre obtinerea unei energii curate si nelimitate prin fuziune. "Instabilitățile în modul de rupere sunt una dintre principalele cauze ale perturbării plasmei și vor deveni și mai importante pe măsură ce încercăm să realizăm reacții de fuziune la puterile mari necesare pentru a produce suficientă energie", a declarat Seo. "Ele reprezintă o provocare importantă pe care trebuie să o rezolvăm".

Inteligența artificială va juca un rol important în controlul și menținerea reacțiilor de fuziune, a declarat pentru Live Science Federico Felici, fizician la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie, care nu a fost implicat în studiu. "Există un potențial uriaș de a utiliza IA pentru a obține un control mai bun și pentru a ne da seama cum să operăm astfel de dispozitive într-un mod mai eficient." Felici și echipa sa au creat anterior un model de inteligența artificiala pentru a modela inelul de plasma din interiorul Tokamak-ului cu configurație variabilă.

Autorii ultimului studiu descriu munca lor ca fiind o dovadă preliminară la acest stadiu și recunosc în lucrarea lor că este încă în etapele incipiente ale ajustarii fine. Cu toate acestea, ei speră că ar putea fi ajustată și, eventual, aplicată la alte reactoare, fie pentru optimizarea reacției sau pentru extragerea energiei din aceasta.

"În prezent, există dovezi experimentale pentru a controla aceste scenarii [de perturbare a plasmei], dar aceste scenarii sunt atât de variate încât, cu cunoștințele și datele actuale, încă mai trebuie să așteptăm și să vedem", a declarat Xiao.