Ядерний синтез часто називають «Святим Граалем» енергетики: він обіцяє людству майже безмежну чисту енергію без вуглецевих викидів та радіоактивних відходів. Проте утримання плазми — розпеченого іонізованого газу, у якому відбувається реакція — залишається надскладним інженерним викликом. Плазма схильна до миттєвих дестабілізацій, які здатні пошкодити реактор або зупинити процес генерації енергії.
Китайська компанія Startorus Fusion здійснила важливий прорив, інтегрувавши штучний інтелект (ШІ) для керування плазмою та діагностики даних у реальному часі. Це робить експлуатацію термоядерного реактора значно надійнішою та ефективнішою.
Від студентської лави до комерційного синтезу
Компанію заснували Чен Жуй (Chen Rui) та Тан І (Tan Yi), які познайомилися ще у 1999 році на факультеті інженерної фізики Університету Цінхуа. Тан І був частиною команди, яка створила перший у Китаї сферичний токамак, і присвятив роки розробці систем життєзабезпечення цих пристроїв.
Чен Жуй, захистивши докторську дисертацію з економіки в Сіднеї, повернувся до Китаю як професор, проте не втрачав зв’язку з колегою.
 |
| Тан І (ліворуч) та Чен Жуй (праворуч) на об’єкті Startorus Fusion. |
Коли технології синтезу наблизилися до етапу комерціалізації, дует залучив інвестиції та заснував Startorus Fusion. Разом із рідним університетом вони створили SUNIST-2 — компактний експериментальний токамак для дослідження магнітного утримання плазми.
Принцип автомобільного двигуна
Замість того, щоб намагатися утримувати плазму стабільною протягом годин, Startorus Fusion застосували циклічний підхід, подібний до роботи двигуна внутрішнього згоряння: плазма запалюється, «згоряє», охолоджується, а потім цикл повторюється. Така стратегія дозволяє долати фундаментальні бар'єри фізики плазми та швидше наблизитися до створення комерційного реактора.
Як ШІ запобігає аваріям у реакторі
Реактор працює з екстремальними струмами силою до 20 000 ампер. Щоб обладнання витримувало таке навантаження, джерела живлення з’єднують паралельно за «мостовою» схемою. Проте виникає ризик: навіть мізерна різниця в опорі (усього $0,00003$ Ом) може спричинити нерівномірний розподіл струму, перегрів і вибух.
Для розв'язання цієї проблеми Startorus Fusion розробила інтелектуальну систему моніторингу, що використовує два типи ШІ:
- Навчений (Supervised): розпізнає вже відомі типи аварійних ситуацій за зразками.
- Самостійний (Unsupervised): виявляє аномалії, які раніше не зустрічалися, фіксуючи будь-яку нетипову поведінку системи.
Автопілот для плазми
Плазма — це «живе» середовище, що миттєво змінюється залежно від температури та магнітних полів. Класичні алгоритми часто не встигають за цією динамікою. Тому компанія впровадила:
Deep Reinforcement Learning (навчання з підкріпленням): ШІ проводить тисячі симуляцій, навчаючись ідеально балансувати магнітні поля, отримуючи «бали» за стабільність плазми.
Physics-Informed Neural Networks (PINNs): це нейромережі, у «код» яких уже вшиті закони фізики. Вони одночасно прогнозують поведінку плазми та обробляють дані з датчиків у режимі реального часу (end-to-end), що дозволяє миттєво коригувати форму плазмового шнура.
Майбутнє приватного термоядерного синтезу
Проєкт Startorus Fusion є яскравим представником «приватного термоядерного синтезу». Раніше такі дослідження були прерогативою лише держав через колосальну вартість. Проте сьогодні приватні компанії, як-от Startorus або американська Commonwealth Fusion Systems, доводять - поєднання глибокої фізики та штучного інтелекту здатне значно прискорити появу чистої енергії майбутнього.
За матеріалами interestingengineering
Коментарі
Дописати коментар