MIT pētnieku komanda domā, ka viņi, iespējams, ir samazinājuši vienu no galvenajiem šķēršļiem liela mēroga kodolizturības sasniegšanai-tas mums ir viens solis tuvāk, lai bagātīgas enerģijas formas padarītu par realitāti.
Izmantojot tos pašus procesus, kas Energy Stars, mums būtu pieejams tīrs, drošs un praktiski neierobežots enerģijas avots. Zinātnieki ir izveidojuši reaktorus, lai mēģinātu un pieradinātu saplūšanu, un viens no visvairāk izpētītajiem ir Tokamaks. Būtībā virtulis formas caurule, kas izmanto spēcīgus magnētus, lai ierobežotu plazmu, kas nepieciešama saplūšanas reakciju darbināšanai, Tokamaks ir parādījis lielu potenciālu. Wager, lai pilnībā saprastu, ka zinātniekiem vispirms ir jāvirza iespējamās nepilnības, ko šāda enerģija nes ar to, ieskaitot to, kā palēnināt saplūšanas reakciju, tiklīdz tā notiek.
Tur tur Jauns pētījums Nāk: Izmantojot fizikas un mašīnu apguves kombināciju, pētnieki prognozēja, kā plazma Tokamaka reaktora iekšienē izturēsies, ņemot vērā sākotnējo nosacījumu kopumu-kaut ko tādu, kas pētniekiem jau sen ir neizpratnē (galu galā ir grūti ieskatīties saplūšanas reaktora vidējā skrējienā). Raksts tika publicēts pirmdien Nature Communications.
“Lai saplūšana būtu noderīgs enerģijas avots, tam būs jābūt uzticamam,” sacīja Allens Vangs, MIT studiju vadītājs un maģistrantūras college students MIT ziņasApvidū “Lai būtu uzticami, mums ir jāapstrādā mūsu plazmas.”
Ar lielu spēku nāk liels dangers
Kad Tokamaka reaktors ir pilnībā darbojies, plazmas strāva iekšpusē var cirkulēt ar ātrumu līdz aptuveni 62 jūdzēm (100 kilometru) sekundē un temperatūrā 180 miljonu grādu pēc Fārenheita (100 miljoni grādu Celsija). Tas ir karstāks par saules kodolu.
Ja reaktors ir jāslēdz kāda iemesla dēļ, operatori uzsāk procesu, lai “samazinātu” plazmas strāvu, lēnām to samazinot. Wager šis course of ir sarežģīts, un plazma var izraisīt “skrāpējumus un rētu līdz Tokamaka interjeram – minora bojājumam, kura labošanai joprojām ir nepieciešams ievērojams laiks un resursi”, skaidroja pētnieki.
“Nekontrolētas plazmas izbeigšanās, pat pārrāvuma laikā, var radīt intensīvas siltuma plūsmas, kas sabojā iekšējās sienas,” skaidroja Vangs. “Diezgan bieži, it īpaši ar augstas veiktspējas plazmām, Rampdowns faktiski var virzīt plazmu tuvāk dažiem nestabilitātes ierobežojumiem. Tātad, tas ir delikāts līdzsvars.
Patiešām, jebkura kļūda, kas saistīta ar saplūšanas reaktoriem, var būt dārgi. Ideālā pasaulē pētnieki spētu veikt testus, strādājot tokamaks, taču, tā kā saplūšana joprojām nav efektīva, viena no šiem reaktoriem vadīšana ir neticami dārga, un vairums iespēju tos darbinās tikai dažas reizes gadā.
Raugoties uz fizikas gudrību
Savā modelī komanda atrada apburoši gudru metodi, lai pārvarētu ierobežojumus datu vākšanā – viņi vienkārši atgriezās pie fizikas pamatnoteikumiem. Viņi savienoja sava modeļa neironu tīklu ar citu modeli, kas apraksta plazmas dinamiku, un pēc tam apmācīja modeli uz datiem no TCV, neliela eksperimentāla saplūšanas ierīce Šveicē. Datu kopā bija informācija par plazmas sākuma temperatūras un enerģijas līmeņa izmaiņām, kā arī katra eksperimentālā skrējiena laikā un beigās.
Turpmāk komanda izmantoja algoritmu, lai radītu “trajektorijas”, kas reaktora operatoriem izklāstīja, kā plazma, iespējams, izturēsies, reaģējot uz priekšu. Kad viņi izmantoja algoritmu faktiskajiem TCV skrējieniem, viņi atklāja, ka pēc modeļa “trajektorijas” instrukcijas lieliski spēj vadīt operatorus droši pacelt ierīci uz leju.
“Mēs to izdarījām vairākas reizes,” sacīja Vangs. “Un mēs darījām lietas daudz labāk visā pasaulē. Tātad, mums bija statistiska pārliecība, ka mēs padarījām lietas labākas.”
“Mēs cenšamies risināt zinātnes jautājumus, lai padarītu saplūšanu regulāri noderīgu,” viņš piebilda. “Tas, ko mēs šeit esam paveikuši, ir sākums tam, kas joprojām ir ilgs ceļojums. Wager es domāju, ka mēs esam guvuši zināmu progresu.”
