Conclusiones clave
- La IA podría ayudar a hacer realidad la energía de fusión práctica.
- Los científicos del MIT han completado uno de los cálculos más exigentes en la ciencia de la fusión utilizando una técnica de aprendizaje automático.
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El software de IA que está desarrollando DeepMind de IBM puede aprender a controlar los campos magnéticos que contienen el plasma dentro del reactor de fusión tokamak.
Las técnicas de inteligencia artificial (IA) pueden ayudarnos a acercarnos a la energía de fusión práctica que podría transformar las industrias energéticas del mundo.
Los científicos de MIT han completado uno de los cálculos más exigentes en la ciencia de la fusión utilizando una técnica de aprendizaje automático. Según un artículo publicado recientemente, el método redujo el tiempo de CPU necesario para realizar los cálculos y, al mismo tiempo, mantuvo la precisión de la solución. Es parte de un esfuerzo creciente por utilizar la IA para ayudar a resolver los problemas matemáticos y de ingeniería relacionados con el dominio de la energía de fusión.
"La IA es una herramienta que permite a los científicos iterar más rápido en los experimentos, hacer mejores predicciones sobre cómo actuará el plasma en condiciones extremas y construir nuevos dispositivos de fusión de una manera más precisa", Andrew Holland, director ejecutivo de Fusion Industry Association, le dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico.
AI echa una mano
Los investigadores del MIT Pablo Rodríguez-Fernández y Nathan Howard están trabajando para predecir el rendimiento esperado en el dispositivo SPARC, un experimento compacto de fusión de alto campo magnético actualmente en construcción. Si bien el cálculo requirió una gran cantidad de tiempo de computadora (más de 8 millones de horas de CPU), los investigadores lograron reducir el tiempo requerido.
Uno de los problemas más desafiantes para los investigadores de fusión es predecir la temperatura y la densidad del plasma. En dispositivos de confinamiento como SPARC, la energía externa y la entrada de calor del proceso de fusión se pierden a través de la turbulencia en el plasma.
Sin embargo, los investigadores del MIT utilizaron técnicas de aprendizaje automático para optimizar dicho cálculo. Estiman que el método redujo el número de ejecuciones del código por un factor de cuatro.
Una nueva investigación muestra que las técnicas modernas de IA se pueden usar para controlar una reacción de fusión nuclear, lo que podría ayudar a acelerar el desarrollo de la fusión nuclear como una fuente de energía práctica, Ulises Orozco Rosas, profesor que estudia fusión en la Escuela de Ingeniería en CETYS Universidad en México, le dijo a Lifewire por correo electrónico. Señaló el software de IA que IBM está desarrollando y que podría usarse para controlar los campos magnéticos que contienen el plasma dentro del reactor de fusión tokamak.
"El sistema pudo manipular el plasma en nuevas configuraciones que pueden producir mayor energía", agregó Rosas.
El poder de las estrellas
Fusion promete energía ilimitada y libre de carbono a través del mismo proceso físico que alimenta al sol y las estrellas. Sin embargo, los desafíos técnicos de construir una planta de energía de fusión práctica son formidables e incluyen calentar el combustible a temperaturas superiores a los 100 millones de grados y crear plasma. Los investigadores utilizan fuertes campos magnéticos para aislar el plasma caliente de la materia ordinaria de la Tierra.
Holland dijo que construir una planta de energía de fusión en funcionamiento requerirá una comprensión científica detallada de cómo confinar e iniciar un plasma en condiciones relevantes para la fusión, a temperaturas o presiones extremas.
"Si bien la parte más difícil es lograr que el plasma alcance las condiciones pertinentes, los desafíos no terminan ahí", agregó Holland. "La energía deberá convertirse en electricidad o calor utilizable; el ciclo de combustible deberá construirse de modo que el plasma pueda mantenerse durante largos períodos, y los materiales del dispositivo de fusión deberán ser resistentes a las condiciones extremas dentro de la planta de energía"
Holland predijo que la energía "revolucionaría" el sistema energético mundial. Una vez comercializada y ampliamente implementada, la fusión podría significar que la energía se puede producir sin contaminación, en cualquier momento, sin peligro para el público ni residuos radiactivos de larga duración. Podría marcar el comienzo de una era de abundancia energética, haciendo que la energía sea barata, siempre disponible y ubicua.
Pero Rosas hizo sonar una nota de cautela, diciendo que el éxito de la fusión comercial como proveedor de energía dependerá de si los desafíos de construir plantas generadoras y operarlas de manera segura y confiable se pueden cumplir de una manera que reduzca el costo de la fusión. electricidad económicamente competitiva.
"Con la creciente preocupación por el cambio climático y los suministros limitados de combustibles fósiles, se deben encontrar mejores formas de satisfacer nuestra creciente demanda de energía", agregó Rosas. "Los beneficios de la energía de fusión la convierten en una opción extremadamente atractiva: sin emisiones de carbono, combustibles abundantes, eficiencia energética, menos desechos radiactivos que la fisión, seguridad y energía confiable."
