科學(xué)家利用AI預(yù)測(cè)核聚變反應(yīng)堆裂變模式，避免重啟反應(yīng)堆

據(jù)報(bào)道，近年來(lái)，盡管科學(xué)家們都在努力推進(jìn)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(yàn)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(guò)熱等離子體不可預(yù)測(cè)性問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電力產(chǎn)出的最大瓶頸之一。近期，美國(guó)普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室（簡(jiǎn)稱(chēng) PPPL）取得重要進(jìn)展，已經(jīng)成功研發(fā)新型AI系統(tǒng)，可提前300毫秒預(yù)測(cè)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(jī)。

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(guò)磁場(chǎng)駕馭等離子體，使其難以逃離環(huán)狀墻壁。然而，過(guò)熱的等離子體極其不穩(wěn)定，很容易發(fā)生“撕裂”，并沖破強(qiáng)大的磁場(chǎng)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(dòng)。

據(jù)了解，PPPL研發(fā)的新型AI系統(tǒng)有能力提前預(yù)測(cè)并修正此類(lèi)不穩(wěn)定性。這項(xiàng)研究已在能源部設(shè)在圣地亞哥的DIII-D國(guó)家聚變?cè)O(shè)施展開(kāi)測(cè)試。人工智能系統(tǒng)能發(fā)出預(yù)警信號(hào)，但對(duì)于人類(lèi)而言，這樣的時(shí)間窗尚不足以采取行動(dòng)。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(tuán)隊(duì)堅(jiān)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(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要針對(duì)DIII-D進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)培訓(xùn)，能否預(yù)測(cè)或控制其他型號(hào)的托卡馬克撕裂模式不穩(wěn)定性，仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。研究團(tuán)隊(duì)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(kāi)展更多的實(shí)驗(yàn)測(cè)量。