Tutkijat ovat kehittäneet tekoälyyn perustuvan työkalun, joka pystyy suorittamaan monimutkaisia lämpöydinplasman mallinnuksia muutamassa sekunnissa.
Ryhmä tutkijoita Britannian atomienergiavirastosta, Linzin yliopistosta ja Emmi AI -yrityksestä (Itävalta) on luonut tekoälyyn perustuvan työkalun nimeltä GyroSwin. Se voi luoda termonukleaarisen plasman simulaatioita tuhat kertaa nopeammin kuin perinteiset laskentamenetelmät, ilmoittaa Yhdistyneen kuningaskunnan hallitus.
Termonukleaarinen synteesi lupaa olla puhdas ja ehtymätön energialähde. Sen toteuttamiseksi on kuitenkin pidettävä plasma äärimmäisissä lämpötiloissa voimakkaiden magneettien avulla. Tässä plasman turbulenssin hallinta on avaintehtävä, joten se on mallinnettava tarkasti.
Asiantuntijat luottavat nykyaikaisiin numeerisen mallinnuksen menetelmiin, joissa käytetään viisulotteista (5D) gyrokinetiikkaa. Se sisältää kolme avaruusulottuvuutta ja kaksi lisäulottuvuutta, jotka ottavat huomioon plasman hiukkasten yhdensuuntaisen ja kohtisuoran nopeuden.
Tällainen 5D-lähestymistapa vaatii valtavaa laskentatehoa. Perinteinen mallinnus on erittäin hidasta ja vaatii suuria laskentaresursseja, mikä pidentää merkittävästi suunnittelu- ja kehityssyklejä.
GyroSwin käyttää uusimpia tekoälyn menetelmiä 5D-mallinnuksen dynamiikan tutkimiseen. Saadut surrogaattimallit voivat toimia muutamassa sekunnissa, toisin kuin tavalliset simulaatiot, jotka kestävät tunteja tai jopa päiviä. Tämä ennennäkemätön nopeus mahdollistaa plasman turbulenssin ennustamisen paljon nopeammin ja tarkemmin, mikä on erittäin tärkeää termonukleaaristen laitosten rakenteen optimoimiseksi.
Tällainen suorituskyvyn parannus on mahdollistunut, koska GyroSwin tallentaa tärkeää fysikaalista tietoa termonukleaarisesta plasmasta, mukaan lukien tietoa, joka voi vähentää turbulenssia. Kaikki tämä on erittäin tärkeää mallinnustulosten fysikaaliselle tulkinnalle.
Lähitulevaisuudessa tutkijat tutkivat, miten GyroSwin-ohjelmiston laajennettuja ominaisuuksia voidaan soveltaa seuraavan sukupolven voimalaitoksissa. Esimerkiksi brittiläisessä pallomaisessa tokamakissa (STEP), jossa plasman skenaarioiden optimointi epävarmuustekijät huomioon ottaen saattaa vaatia miljoonia simulaatioita.
