Fundamentalni proboj u upravljanju termonuklearnom fuzijom
Istraživačka skupina iz Princetonske laboratorije za fiziku plazme (PPPL) američkog Ministarstva energetike postigla je fundamentalni proboj u upravljanju termonuklearnom fuzijom.
Znanstvenici Song-Mu Yang, San Kyoung Kim i Ricardo Shousha razvili su inovativni sustav za optimizaciju trodimenzionalnih magnetskih polja, koji omogućuje održavanje stabilnosti pregrijane plazme u realnom vremenu.
Izazovi u kontroli plazme
Proces nuklearne fuzije uključuje sudar atoma vodika enormnom silom, što rezultira stvaranjem plazme. Temperatura ove tvari znatno premašuje temperaturu Sunčevog jezgra (oko 15 milijuna stupnjeva Celzijevih). Za siguran proces reaktora, plazma mora biti pouzdano zadržana unutar toroidne komore tokamaka. Međutim, granica plazme često postaje nestabilna, što dovodi do takozvanih 'modova prekida’. Takvi kvarovi uzrokuju trenutni gubitak kontrole nad energijom, što može ozbiljno oštetiti unutarnje zidove skupocjenih uređaja i zaustaviti proces fuzije.
Proaktivni pristup kontroli tokamaka
Tradicionalne metode upravljanja tokamakom obično reagiraju na problem tek nakon njegovog nastanka. Međutim, tim PPPL-a predložio je proaktivan pristup. Koristeći mogućnosti umjetne inteligencije i strojnog učenja, naučili su sustav predvidjeti nastanak nestabilnosti prije nego što se pojave. Budući da je proračun konfiguracije trodimenzionalnih magnetskih polja previše složen za ručno upravljanje ili standardno programiranje, umjetna inteligencija preuzima brigu o trenutnim mikroprilagodbama magnetskih linija.
Uspješni eksperimenti
Učinkovitost nove metode potvrđena je serijom uspješnih eksperimenata na vodećim svjetskim postrojenjima: južnokorejskom tokamaku KSTAR i američkom DIII-D u San Diegu. Rezultati su pokazali da kombinacija fizikalnih modela s algoritmima strojnog učenja omogućuje sustavu samostalno odabrati strategije za održavanje visoke snage, izbjegavajući kritične modove.
Budućnost termonuklearne energije
Direktor laboratorije Steve Cowley istaknuo je da ova već utječe na istraživanja termonuklearne energije diljem svijeta. Sljedeći korak bit će stvaranje potpuno automatiziranog sustava za trodimenzionalnu optimizaciju koji će raditi sinkronizirano sa svim mehanizmima reaktora. To približava čovječanstvo stvaranju industrijskih termonuklearnih elektrana – izvora praktički neiscrpive i ekološki čiste energije. Modularna priroda razvoja omogućava njegovu integraciju u različite tipove reaktora, čineći tehnologiju univerzalnim alatom za globalnu energetsku transformaciju.
