Нов метод симулира турбулентността на плазмата 1000 пъти по-бързо – за броени секунди

Точното моделиране на плазмата е от решаващо значение за проектирането на бъдещите електроцентрали за термоядрен синтез, а комбинирането на изкуствен интелект със суперкомпютри може да осигури по-бързи резултати на много по-ниска цена. Нов инструмент, разработен от международен екип, симулира сложното поведение на термоядрената плазма много по-бързо: за секунди, а не за дни.

Термоядрената енергия обещава чист, практически неограничен източник на енергия, но за да се постигне това, е необходим прецизен контрол на плазмата, нагрята до температури над слънчевите. Мощните магнитни полета трябва да задържат тази прегрята плазма и ако турбулентността ѝ не бъде овладяна, ще се стигне до изтичане на енергия. Точното моделиране на тази турбулентност е от решаващо значение за жизнеспособността на термоядрените електроцентрали, пише IE.

Учените, изучаващи плазмата, обикновено разчитат на авангардни числени модели, основани на петизмерна жирокинетика. Те проследяват поведението на плазмата в три пространствени измерения плюс две допълнителни измерения, описващи движението на частиците успоредно и перпендикулярно на магнитните полета. Тези модели са точни, но изискват огромни изчислителни ресурси. В резултат на това изчисляването на модела може да отнеме часове или дори дни.

Новият подход на GyroSwin, вместо поетапно изчисляване поведението на плазмата, използва машинно обучение за изучаване динамиката на плазмените симулации в 5D. Веднъж обучени, тези модели могат да генерират точни резултати за секунди. Това значително ускорение позволява по-бързо и по-гъвкаво прогнозиране на плазмената турбулентност, което помага на изследователите да оптимизират проектите на инсталациите за термоядрен синтез.

За проектирането и експлоатацията на бъдещите термоядрени електроцентрали ще са необходими милиони симулации, така че намаляването на времето за изпълнение, като същевременно се поддържа високо ниво на точност, ще бъде от решаващо значение в термоядрената енергетика, убедени са разработчиците: учени от Органа за атомна енергия на Обединеното кралство, Университета „Йоханес Кеплер“ в Линц, Австрия, и Emmi AI.

Органът за атомна енергия на Обединеното кралство проучва възможността за прилагане на технологията GyroSwin в проекти за термоядрен синтез от следващо поколение, включително в британския сферичен токамак за получаване на енергия (STEP).