una IA controla con éxito un plasma en un experimento de fusión

La fusión nuclear por confinamiento magnético, particularmente en la configuración tokamak, es un camino prometedor hacia la energía sostenible. Uno de los principales desafíos de esta técnica es dar forma y mantener un plasma a alta temperatura en el recipiente. En este punto, la IA podría marcar la diferencia.

En el corazón de las estrellas, el proceso de fusión nuclear consiste en fusionar núcleos atómicos para formar núcleos más pesados. Como resultado, las estrellas liberan una cantidad fenomenal de energía (y brillan en el proceso). Durante mucho tiempo, los físicos han buscado reproducir este proceso estelar a menor escala en reactores aquí en la Tierra. Al dominar la fusión, podríamos generar energía limpia y sostenible.

En los últimos años, se ha logrado un progreso increíble hacia este objetivo. Recientemente, el reactor de fusión Joint European Torus lanzó en particular un récord de 59 megajulios de energía. Sin embargo, todavía quedan muchos desafíos. Uno de estos principales obstáculos es el control del plasma inestable y sobrecalentado en el reactor. En este punto específico, un nuevo enfoque podría facilitar pronto la tarea de los científicos.

IA al servicio de la fusión

En un esfuerzo conjunto del Swiss Plasma Center (SPC) en la École Polytechnique Fédérale de Lausanne y la empresa de investigación de inteligencia artificial (IA) DeepMind, los investigadores han utilizado un sistema de aprendizaje de refuerzo profundo (RL) para estudiar los matices del comportamiento y control del plasma. dentro de un tokamak de fusión.

En estos reactores con forma de rosquilla, se colocan bobinas magnéticas a su alrededor para controlar y manipular el plasma. Para operar con éxito, estas bobinas luego requieren una cantidad increíble de ajustes sutiles de tensión (miles de veces por segundo). Por lo tanto, para soportar las reacciones de fusión nuclear, se requieren sistemas complejos y de múltiples capas para gestionar las bobinas. En un estudio, sin embargo, los investigadores han demostrado quesolo un sistema de IA podría supervisar el proceso con éxito.

“Esta IA es, en mi opinión, el único camino a seguir”

Para este trabajo, cuyos resultados se publican en Nature, los investigadores entrenaron su sistema de IA en un simulador tokamak. Luego, el sistema “aprendió” a través de prueba y error cómo navegar por las complejidades del confinamiento magnético de plasma. Entrenada, la IA luego lo llevó al siguiente nivel, aplicando lo que había aprendido a través del simulador en el mundo real. Para hacer esto, los investigadores recurrieron al SPC, uno de los pocos centros de investigación en el mundo que tiene un tokamak en funcionamiento.

En varios experimentos, los investigadores descubrieron que su sistema podía esculpir el plasma en una variedad de formas diferentes dentro del reactor. Cada una de estas manifestaciones, si pudieran mantenerse, podrían ofrecen diferentes tipos de potencial de recolección de energía en el futuro.

Hay tantas variables, y un pequeño cambio en una de ellas puede conducir a un gran cambio en el resultado final.“, subraya el físico Gianluca Sarri, de la Queen’s University of Belfast. ” Si intenta hacerlo manualmente, es un proceso muy largo. “Esta IA es, en mi opinión, el único camino a seguir“.

fusión nuclear
Visualización de formas plasmáticas controladas. Créditos: DeepMind/SPC/EPFL

La fusión nuclear solo puede prometer una fuente de energía limpia e “inagotable” si dominamos la compleja física que tiene lugar dentro del reactor. En ese sentido, este nuevo estudio marca un verdadero cambio de juego.