Fużjoni nukleari AI: Il-ġenerazzjoni tal-enerġija sostenibbli tiltaqa 'ma' l-informatika tal-qawwa

• awtur:
• isem awtur

  Quantumrun Foresight
• Lulju 18, 2022

Sommarju tal-għarfien

Il-fużjoni nukleari, sors potenzjali ta 'enerġija abbundanti u nadifa, rat avvanzi sinifikanti permezz ta' applikazzjonijiet ta 'intelliġenza artifiċjali (AI) fl-analiżi tal-plażma u l-immudellar ta' tbassir. Dawn l-innovazzjonijiet immexxija mill-AI qed jaċċelleraw il-proċess tar-riċerka tal-fużjoni, jagħmluha aktar effiċjenti u jnaqqsu r-riskji u l-ispejjeż assoċjati mal-ħsara fit-tagħmir. L-impatt soċjetali usa’ jista’ jinkludi bidla fil-metodi tal-produzzjoni tal-enerġija, fokus akbar fuq l-edukazzjoni STEM, u bidliet ġeopolitiċi potenzjali hekk kif l-enerġija mill-fużjoni ssir aktar vijabbli.

Il-kuntest tal-fużjoni nukleari tal-IA

Ix-xjentisti ilhom jistinkaw biex jiżviluppaw proċess ta 'fużjoni nukleari stabbli, sikur, u li jiġġenera l-enerġija kontinwament mill-1940. Dan il-proċess, ladarba jiġi pperfezzjonat, iwiegħed li joffri sors ta 'enerġija ekonomiku, favur l-ambjent, u prattikament bla limitu. Għandu l-potenzjal li jnaqqas b'mod sinifikanti d-dipendenza fuq sorsi tradizzjonali tal-elettriku, bħall-fjuwils fossili u sa ċertu punt, is-sorsi tal-enerġija rinnovabbli. 

Fl-2021, ix-xjenzati tal-kompjuter Svediżi Stefano Markidis u Xavier Aguilar taw kontribut sinifikanti għal dan il-qasam. Huma żviluppaw algoritmu AI ta 'tagħlim fil-fond li jissimplifika b'mod effettiv pass kumpless fl-analiżi tal-plażma, komponent ewlieni fil-fużjoni nukleari. Dan il-pass jinvolvi l-kalkolu tal-kamp elettromanjetiku tal-plażma. Il-metodu tagħhom wera li kien aktar mgħaġġel u aktar effiċjenti minn approċċi tradizzjonali, li kienu jiddependu fuq formuli matematiċi kkomplikati. 

Aktar urew il-potenzjal tal-IA fir-riċerka tal-fużjoni nukleari, Kyle Morgan u Chris Hansen mill-Università ta 'Washington introduċew teknika ġdida. Ir-riċerka tagħhom, li tiffoka fuq it-tbassir tal-imġieba fil-plażma, tutilizza t-tagħlim tal-magni (ML), speċifikament metodu statistiku magħruf bħala rigressjoni. Dan l-approċċ effettivament jiffiltra xenarji li jwasslu għal riżultati illoġiċi. Bħala riżultat, is-sistema tagħhom topera b'inqas data, riżorsi ta 'proċessar imnaqqsa, u inqas ħin. 

Impatt li jfixkel

L-integrazzjoni tal-IA fir-riċerka tal-fużjoni nukleari hija lesta li tittrasforma kif ix-xjenzati jimmaniġġjaw il-volatilità tal-plażma fit-testijiet tal-fużjoni. L-instabilità tal-plażma hija sfida kritika; meta l-plażma ssir volatili, tista 'tikser il-konteniment u tagħmel ħsara jew saħansitra teqred tagħmir għali. L-użu ta 'mudelli AI biex ibassar disturbi bħal dawn jgħammar lix-xjenzati b'previżjoni kruċjali. Tbassir preċiż tal-imġieba tal-plażma jippermetti aġġustamenti f'waqthom, li jnaqqas ir-riskju ta 'ħsarat fit-tagħmir għaljin u tfixkil tal-esperimenti.

L-applikazzjoni tal-AI sservi wkoll bħala għodda qawwija fl-analiżi tad-dejta minn esperimenti falluti. Billi teżamina dawn in-nuqqasijiet, l-AI tista' tikxef mudelli u għarfien li jistgħu jaħarbu lir-riċerkaturi umani. Din l-analiżi tista 'twassal għall-iżvilupp ta' soluzzjonijiet ta 'inġinerija innovattivi, li jtejbu l-effiċjenza ġenerali u s-sikurezza tal-esperimenti tal-fużjoni. Hekk kif ix-xjentisti jiksbu fehim aktar profond tal-kawżi tat-tfixkil, jistgħu jfasslu strateġiji biex jagħmlu dawn l-okkorrenzi inqas frekwenti. Dan iċ-ċiklu ta’ tagħlim kontinwu, imħaddem mill-AI, huwa essenzjali biex jirfina l-proċess ta’ fużjoni, u fl-aħħar mill-aħħar jikkontribwixxi għal sors ta’ enerġija aktar stabbli u affidabbli.

Barra minn hekk, il-kapaċità tal-AI li ssolvi ekwazzjonijiet matematiċi kumplessi relatati mar-riċerka fil-plażma hija kruċjali. Dawn l-ekwazzjonijiet huma integrali biex nifhmu l-imġiba tal-plażma iżda ħafna drabi jieħdu ħafna ħin biex issolvi manwalment. L-AI taċċellera dan il-proċess, billi tipprovdi riżultati aktar mgħaġġla u preċiżi. Din l-aċċelerazzjoni hija vitali għall-avvanz tar-riċerka dwar il-fużjoni nukleari, u tressaqha eqreb lejn il-vijabbiltà kummerċjali.

Implikazzjonijiet tal-applikazzjoni tal-IA għar-riċerka dwar il-fużjoni nukleari

Implikazzjonijiet usa' tas-sistemi tal-IA li qed jiġu applikati għar-riċerka dwar il-fużjoni nukleari jistgħu jinkludu:

• Proċessi ta’ disinn iterattiv immexxi mill-AI fl-iżvilupp tal-enerġija mill-fużjoni, li jwasslu għal disinji ottimizzati tal-pjanti u użu effiċjenti tar-riżorsi permezz ta’ simulazzjonijiet ta’ tewmin diġitali.
• (2040s) negozji li jirrispettaw l-ambjent dejjem aktar jadottaw il-fużjoni nukleari bħala alternattiva sostenibbli għal sorsi konvenzjonali tal-elettriku, u jnaqqsu l-impronta tal-karbonju tagħhom.
• (2040s) It-tnaqqis gradwali tal-forza tax-xogħol fl-impjanti tal-enerġija tradizzjonali tal-fjuwils fossili, hekk kif il-fużjoni nukleari ssir aktar aċċessibbli għall-pubbliku.
• Gvernijiet li jippromulgaw politiki biex jimmaniġġjaw it-tranżizzjoni mill-fjuwils fossili għall-enerġija mill-fużjoni, li jiżguraw bidla bilanċjata u ġusta fis-settur tal-enerġija.
• Żieda fl-investiment fil-programmi ta' edukazzjoni u taħriġ STEM, it-tħejjija tal-forza tax-xogħol futura għal impjiegi emerġenti fl-industrija tal-fużjoni nukleari.
• L-emerġenza ta 'mudelli ta' negozju ġodda fis-settur tal-enerġija, li jiffokaw fuq il-ġenerazzjoni tal-enerġija tal-fużjoni deċentralizzata u bbażata fuq il-komunità.
• Sigurtà tal-enerġija globali mtejba hekk kif il-pajjiżi jsiru inqas dipendenti fuq fjuwils fossili importati u jiddependu aktar fuq l-enerġija tal-fużjoni prodotta domestikament.
• Ċaqliq ġeopolitiku potenzjali hekk kif pajjiżi b'teknoloġija avvanzata tal-fużjoni nukleari jiksbu influwenza fis-suq globali tal-enerġija.

Mistoqsijiet li għandek tikkunsidra

• Taħseb li r-rinnovabbli bħall-batteriji solari, tar-riħ u tal-ġenerazzjoni li jmiss se jagħmlu l-enerġija tal-fużjoni żejda sa meta t-teknoloġija tal-fużjoni tiġi pperfezzjonata u magħmula kummerċjalment vijabbli?
• Kif qed tiġi applikata l-AI biex ittejjeb l-inġinerija ta' forom oħra ta' produzzjoni tal-enerġija?