Stiamo collaborando con Commonwealth Fusion Systems (CFS) per avvicinare alla realtà l’energia di fusione pulita, sicura e illimitata.
La fusione, il processo che alimenta il sole, promette energia pulita e abbondante senza scorie radioattive a lunga vita. Farla funzionare qui sulla Terra significa mantenere un gas ionizzato, noto come plasma, stabile a temperature superiori a 100 milioni di gradi Celsius, il tutto entro i limiti di una macchina per l’energia di fusione. Questo è un problema fisico molto complesso che stiamo lavorando per risolvere con l’intelligenza artificiale (AI).
Oggi annunciamo la nostra partnership di ricerca con Sistemi di fusione del Commonwealth (CFS), leader globale nell’energia da fusione. CFS sta aprendo la strada a un percorso più rapido verso un’energia di fusione pulita, sicura ed effettivamente illimitata con la sua macchina tokamak compatta e potente chiamata SPARC.
SPARC sfrutta potenti magneti superconduttori ad alta temperatura e mira a essere la prima macchina di fusione magnetica nella storia a generare energia di fusione netta: più energia dalla fusione di quella necessaria per sostenerla. Questo risultato fondamentale è noto come il raggiungimento del “pareggio” e una pietra miliare fondamentale sul percorso verso l’energia da fusione praticabile.
Questa partnership si basa su il nostro lavoro pionieristico utilizzando l’intelligenza artificiale per controllare con successo un plasma. Con partner accademici presso il Centro svizzero del plasma dell’EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne)abbiamo dimostrato che l’apprendimento per rinforzo profondo può controllare i magneti di un tokamak per stabilizzare forme complesse di plasma. Per coprire una gamma più ampia di fisici, abbiamo sviluppato PETTOun simulatore di plasma veloce e differenziabile scritto in JAX.
Ora stiamo portando questo lavoro al CFS per accelerare i tempi per fornire energia da fusione alla rete. Finora abbiamo collaborato su tre aree chiave:
- Produzione di una simulazione rapida, accurata e differenziabile di un plasma di fusione.
- Trovare il percorso più efficiente e robusto per massimizzare l’energia da fusione.
- Utilizzo dell’apprendimento per rinforzo per scoprire nuove strategie di controllo in tempo reale.
La combinazione della nostra esperienza nell’intelligenza artificiale con l’hardware all’avanguardia di CFS rende questa partnership ideale per far avanzare le scoperte fondamentali nel campo dell’energia da fusione a beneficio della comunità di ricerca mondiale e, in definitiva, del mondo intero.
Simulazione del plasma di fusione
Per ottimizzare le prestazioni di un tokamak, dobbiamo simulare il modo in cui il calore, la corrente elettrica e la materia fluiscono attraverso il nucleo di un plasma e interagiscono con i sistemi circostanti. L’anno scorso abbiamo rilasciato TORAX, un simulatore di plasma open source creato per l’ottimizzazione e il controllo, ampliando la portata delle domande di fisica che potremmo affrontare oltre la simulazione magnetica. TORAX è costruito in JAX, quindi può essere eseguito facilmente sia su CPU che GPU e può integrare senza problemi modelli basati sull’intelligenza artificiale, compreso il nostroper ottenere prestazioni ancora migliori.
TORAX aiuterà i team CFS a testare e perfezionare i propri piani operativi eseguendo milioni di esperimenti virtuali prima ancora che SPARC venga attivato. Offre inoltre la flessibilità necessaria per adattare rapidamente i propri piani una volta arrivati i primi dati.
Questo software è diventato un fulcro nei flussi di lavoro quotidiani di CFS, aiutandoli a capire come si comporterà il plasma in diverse condizioni, risparmiando tempo e risorse preziosi.
Fonte: deepmind.google
