Команда дослідників Массачусетського технологічного інституту (MIT) розробила модель, яка допомагає передбачати поведінку плазми в токамаках під час "гасіння" реакції. Про це пише Gizmodo.
Це один із найнебезпечніших етапів роботи термоядерних установок: плазма рухається зі швидкістю до 100 км/с і нагрівається до 100 млн °C — гарячіше за ядро Сонця. Якщо процес завершення відбувається неконтрольовано, плазма може пошкодити внутрішні стінки реактора, що призводить до дорогих і тривалих ремонтів.
У новій роботі, опублікованій у Nature Communications, вчені поєднали нейромережу з фізичною моделлю динаміки плазми. Для навчання використали дані зі швейцарського експериментального токамака TCV, де фіксували зміни температури та енергії плазми на різних етапах запуску. Алгоритм створює "траєкторії" — прогнози, як поводитиметься плазма за певних початкових умов.
Токамаки — це спеціальні резервуари у формі тора (пончик). Газ всередині токамаку нагрівається під величезним тиском, перетворюючись в плазму. Через надзвичайно високу температуру не можна допускати контакту плазми зі стінками резервуара, тому вона утримується завдяки магнітам.
Під час реальних експериментів ці "траєкторії" допомогли операторам безпечно знизити потужність реактора, зменшивши ризик пошкоджень. За словами керівника дослідження Аллена Вана, модель показала статистично значуще покращення у порівнянні зі стандартними методами.
Важливість роботи полягає в тому, що запуски токамаків надзвичайно дорогі й відбуваються лише кілька разів на рік. Тому можливість тренувати алгоритми на симуляціях і невеликих експериментальних установках значно прискорює прогрес.
Дослідники підкреслюють, що це лише "початок довгого шляху", але саме такі інструменти можуть зробити термоядерну енергетику надійною та придатною для масштабування. У перспективі подібні моделі дозволять операторам керувати плазмою в режимі реального часу, знижуючи ризики аварій і підвищуючи ефективність роботи реакторів.