Da asporto chiave
- L'IA potrebbe aiutare a portare a compimento l'energia di fusione pratica.
- Gli scienziati del MIT hanno completato uno dei calcoli più impegnativi nella scienza della fusione utilizzando una tecnica di apprendimento automatico.
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Il software AI che DeepMind di IBM sta sviluppando potrebbe imparare a controllare i campi magnetici contenenti il plasma all'interno del reattore a fusione tokamak.
Le tecniche di intelligenza artificiale (AI) possono aiutarci ad avvicinarci all'energia da fusione pratica che potrebbe trasformare le industrie energetiche mondiali.
Gli scienziati del MIT hanno completato uno dei calcoli più impegnativi nella scienza della fusione utilizzando una tecnica di apprendimento automatico. Secondo un documento pubblicato di recente, il metodo ha ridotto il tempo della CPU richiesto per eseguire i calcoli mantenendo l'accuratezza della soluzione. Fa parte di uno sforzo crescente per utilizzare l'IA per aiutare a risolvere i problemi di matematica e ingegneria per padroneggiare l'energia da fusione.
"L'IA è uno strumento che consente agli scienziati di iterare più velocemente sugli esperimenti, fare previsioni migliori su come il plasma agirà in condizioni estreme e costruire nuovi dispositivi di fusione in modo più preciso", Andrew Holland, CEO di Fusion Industry Association, ha detto a Lifewire in un'intervista via e-mail.
AI presta una mano
I ricercatori del MIT Pablo Rodriguez-Fernandez e Nathan Howard stanno lavorando per prevedere le prestazioni attese nel dispositivo SPARC, un esperimento di fusione compatto ad alto campo magnetico attualmente in costruzione. Sebbene il calcolo richiedesse un'enorme quantità di tempo al computer (oltre 8 milioni di ore di CPU), i ricercatori sono riusciti a ridurre il tempo necessario.
Uno dei problemi più difficili per i ricercatori sulla fusione è prevedere la temperatura e la densità del plasma. Nei dispositivi di confinamento come SPARC, l'energia esterna e il calore immesso dal processo di fusione vengono persi a causa della turbolenza nel plasma.
Tuttavia, i ricercatori del MIT hanno utilizzato tecniche di apprendimento automatico per ottimizzare tale calcolo. Stimano che il metodo abbia ridotto il numero di esecuzioni del codice di un fattore quattro.
Una nuova ricerca mostra che le moderne tecniche di intelligenza artificiale possono essere utilizzate per controllare una reazione di fusione nucleare, contribuendo potenzialmente ad accelerare lo sviluppo della fusione nucleare come fonte di energia pratica, Ulises Orozco Rosas, professore che studia fusione alla Scuola di Ingegneria alla CETYS University in Messico, ha detto a Lifewire via e-mail. Ha indicato il software di intelligenza artificiale che IBM sta sviluppando e che potrebbe essere utilizzato per controllare i campi magnetici che contengono il plasma all'interno del reattore a fusione tokamak.
"Il sistema è stato in grado di manipolare il plasma in nuove configurazioni in grado di produrre una maggiore energia", ha aggiunto Rosas.
Il potere delle stelle
Fusion promette energia illimitata e priva di emissioni di carbonio attraverso lo stesso processo fisico che alimenta il sole e le stelle. Tuttavia, le sfide tecniche legate alla costruzione di una pratica centrale elettrica a fusione sono formidabili e includono il riscaldamento del combustibile a temperature superiori a 100 milioni di gradi e la creazione di plasma. I ricercatori utilizzano forti campi magnetici per isolare e isolare il plasma caldo dalla materia ordinaria sulla Terra.
L'Olanda ha affermato che la costruzione di una centrale elettrica a fusione funzionante richiederà una comprensione scientifica dettagliata di come confinare e avviare un plasma in condizioni rilevanti per la fusione, a temperature o pressioni estreme.
"Mentre la parte più difficile è portare il plasma in quelle condizioni rilevanti, le sfide non si fermano qui", ha aggiunto Holland. "L'energia dovrà essere convertita in elettricità o calore utilizzabile; il ciclo del combustibile dovrà essere costruito in modo che il plasma possa essere sostenuto per lunghi periodi e i materiali del dispositivo di fusione dovranno essere resilienti alle condizioni estreme all'interno la centrale elettrica."
L'Olanda ha previsto che l'energia avrebbe "rivoluzionato" il sistema energetico globale. Una volta commercializzata e ampiamente utilizzata, la fusione potrebbe significare che l'energia può essere prodotta senza inquinamento, in qualsiasi momento, senza pericolo per il pubblico o rifiuti radioattivi a lunga vita. Potrebbe inaugurare un'era di abbondanza di energia, rendendo l'energia economica, sempre disponibile e onnipresente.
Ma Rosas ha suonato una nota di cautela, dicendo che il successo della fusione commerciale come fornitore di energia dipenderà dal fatto che le sfide della costruzione di impianti di generazione e del loro funzionamento sicuro e affidabile possono essere affrontate in un modo che renda il costo della fusione elettricità economicamente competitiva.
"Con le crescenti preoccupazioni per il cambiamento climatico e le forniture limitate di combustibili fossili, è necessario trovare modi migliori per soddisfare la nostra crescente domanda di energia", ha aggiunto Rosas. "I vantaggi dell'energia da fusione la rendono un'opzione estremamente interessante: nessuna emissione di carbonio, combustibili abbondanti, efficienza energetica, meno scorie radioattive rispetto alla fissione, sicurezza e energia affidabile."
