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人工智能系统:将使无限制核聚变反应成为现实

时间:2023-03-14 10:41:22 科技观察

人工智能系统:将使无限核聚变反应成为现实“极光”超级计算机被选为首批项目之一,预计2021年抵达阿贡国家实验室,成为美国首个百亿亿级计算机系统。目前,人工智能正在努力研究如何让地球使用最好的能源供应。它最终将解开聚变能的奥秘,让研究人员能够捕捉和控制驱动太阳和恒星的过程。美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)和普林斯顿大学的研究人员希望使用一台巨大的新型超级计算机来研究如何使用甜甜圈形设备——“托卡马克”。近年来,研究人员一直在研究导致托卡马克装置中断和损坏的裂变反应。一个可以预测和控制裂变反应的人工智能系统被选为“极光”超级计算机的第一个项目其中的极光超级计算机预计将于2021年抵达阿贡国家实验室,成为第一个百亿亿级计算机系统在美国。该计算机系统每秒可实现万亿次运算,比当今最大的超级计算机快50-100倍。“我们的研究将使用人工智能的深度学习方法来加速进展,”普林斯顿等离子体物理实验室的高级研究物理学家WilliamTang说。这个开创性的项目将尝试开发一种经过实验验证的方法,用于预测和控制ITER等燃烧等离子体聚变系统,以证明聚变能的高效实用性。据悉,ITER的全称是“国际热核聚变实验堆”,也被形象地称为“人造太阳”。工地位于法国南部小城Cadarache。欧盟、美国、中国、日本、韩国、印度和俄罗斯等七个国家共同参与。TIER也被称为人类历史上最复杂的科学项目。ITER设施的核工程师现已招募了一支火箭科学家团队,帮助他们制造能够承受比太阳还热的温度的超强材料。ITER设备的直径为5米,实心横截面为30x30厘米,ITER的压缩环将巨型磁铁固定到位。氢等离子体将被加热到1.5亿摄氏度,比太阳核心温度高10倍,以便进行聚变反应。聚变反应发生在一个称为托卡马克的环形反应堆中,该反应堆周围环绕着巨大的磁铁,这些磁铁限制和循环过热的电离等离子体,使其远离金属壁。这个超导磁体必须冷却到-269摄氏度,和星际空间一样冷。长期以来,科学家们一直试图模拟发生在太阳内部的核聚变过程,认为它可以提供几乎无限的廉价、安全和清洁的电力来源。与现有的会分裂钚和铀原子的裂变反应堆不同,不会有不受控制的聚变链式反应的风险,也不会产生长寿命的放射性废物。普林斯顿等离子体物理实验室开发的深度学习软件系统,也称为“递归神经网络融合系统(FRNN)”,由神经网络组成,用户可以通过这些神经网络训练计算机检测感兴趣的事件。同时,这套人工智能“循环神经网络融合系统”可以快速预测裂变反应过程中大尺度托卡马克等离子体将如何分解,并及时采取有效的控制措施。这项研究的总体目标是满足国际热核实验反应堆(ITER)的挑战性要求,它要求预测准确率达到95%,误报率低于5%,至少在裂变发生前30毫秒或更长时间即将发生。