DEMET İLCE / MUHABİR
Füzyon (iki veya daha fazla atom çekirdeğinin birleşerek yeni çekirdekler ve atom altı parçacıklar oluşturduğu nükleer reaksiyon) bir enerji kaynağı olarak uzun zamandır hayal olmuştur: kirletici değildir, güvenlidir ve neredeyse sınırsızdır ve neredeyse dört milyon kat daha fazla enerji üretir.
Ne yazık ki bir sorun var. Füzyonun gerçekleştirilmesi gerçekten çok zordur: yıldızların kalplerinde bulunan sıcaklık ve basınç türlerini gerektirir. Dünyadaki bir laboratuvarda tam olarak bu koşulları elde edemediğimiz için, insan yapımı füzyonun nispeten az sayıdaki örneği bir geçici çözüme dayanıyordu: normal karasal basınç ve Güneş'in çekirdeğinin on katından daha yüksek sıcaklıklar.
Bu sıcaklıklarda reaksiyon için gerekli olan yakıt katı veya sıvı halde bulunamaz ve gaz halinde bile mevcut değildir; plazmadır. Burada başka bir sorun daha var: Maddenin bu hali o kadar enerjik ve aşırı ısınmış ki, yakıtın “yırtılması”,stabilitesini kaybetmesi ve onu reaktör içinde tutan manyetik alanlardan kaçması kolaydır, böylece herhangi bir füzyona milisaniyeler içinde son verilir.
Princeton ekibinin çözdüğünü iddia ettiği sorun tam da bu.
Güney Kore'deki Chung-Ang Üniversitesi'nde fizik alanında yardımcı doçent olan yeni makalenin ilk yazarı Jaemin Seo şöyle açıkladı:
"Önceki çalışmalar genellikle plazmada meydana gelen bu yırtılma dengesizliklerinin etkilerini bastırmaya veya hafifletmeye odaklanmıştı. Ancak yaklaşımımız, bu istikrarsızlıkları ortaya çıkmadan önce tahmin etmemize ve bunlardan kaçınmamıza olanak tanıyor."
Cevapları: San Diego'daki DIII-D Ulusal Füzyon Tesisi'nde önceki deneyler üzerine eğitilmiş bir yapay zeka (AI).
Mekanik ve havacılık mühendisliği doçenti ve Andlinger Enerji ve Çevre Merkezi ve Princeton Plazma Fizik Laboratuvarı'nda (PPPL) araştırma fizikçisi Araştırma lideri Egemen Kolemen, "Yapay zeka, fizik tabanlı modellerden gelen bilgileri birleştirmek yerine geçmiş deneylerden öğrenerek, gerçek bir reaktörde gerçek zamanlı olarak istikrarlı, yüksek güçlü bir plazma rejimini destekleyen bir nihai kontrol politikası geliştirebilir" dedi.
Herhangi bir yapay zeka modeli gibi, derin düzeyde ne yaptığını gerçekten anlamıyor ancak buna da ihtiyacı yok. Ekip, önceki deneylerden elde edilen gerçek zamanlı plazma özellikleri hakkındaki program verilerini besledi ve yırtılma kararsızlıklarını tahmin etme ve en önemlisi bunlardan kaçınma zorluğunu ortaya koydu.
Kolemen'in laboratuvarında araştırma uzmanı ve makalenin ortak yazarı olan Azarakhsh Jalalvand, "Pekiştirmeli öğrenme modeline bir füzyon reaksiyonunun tüm karmaşık fiziğini öğretmiyoruz. Ona amacın ne olduğunu, yüksek güçlü bir tepkiyi sürdürmek, nelerden kaçınması gerektiğini, yırtılma modu istikrarsızlığını ve bu sonuçlara ulaşmak için çevirebileceği düğmeleri anlatıyoruz. Zamanla, istikrarsızlığın cezasından kaçınarak yüksek güç hedefine ulaşmanın en uygun yolunu öğrenir.” dedi.
İnsan gözlemciler tarafından değiştirilebilen ve iyileştirilebilen sayısız simülasyonun ardından ekip, yapay zekayı D-III D tesisinde gerçek anlamda denedi. Model, yırtılma dengesizliklerini 300 milisaniyeye kadar önceden tahmin edebildiğini kanıtladı; bu bir insan için fazla bir şey değil, ancak yapay zekanın harekete geçmesi için yeterli zaman var; plazmanın şekli veya güç sağlayan ışınların gücü gibi parametreleri değiştiriyor.
Peki sınırsız temiz enerji çok yakında mı? Pek değil. Plazma kararsızlığı, füzyonla ilgili tek sorun olmaktan çok uzaktır ve yırtılma, olası plazma kararsızlığının yalnızca bir türüdür.
Ancak ekip, makalenin gösterdiğinin konseptin oldukça iyi bir kanıtı olduğunu söylüyor.
Seo, "Kontrol ünitesinin DIII-D'de oldukça iyi çalıştığına dair güçlü kanıtlarımız var, ancak bunun birçok farklı ortamda çalışabileceğini göstermek için daha fazla veriye ihtiyacımız var. Daha evrensel bir şey üzerinde çalışmak istiyoruz." dedi.
