طور باحثون من جامعة واشنطن طريقة يتم فيها استخدام بطاقة فيديو أو معالج رسومات لتشغيل نظام التحكم في نموذج أولي لمفاعل نووي حراري. تعتبر البلازما في المفاعلات النووية الحرارية ديناميكية للغاية ، لذلك يجب التحكم فيها من أجل التوليف المستدام. اقترح الباحثون استخدام بطاقة فيديو متوفرة تجاريًا وخوارزمية جديدة لهذا الغرض.
يعد الاندماج الحراري النووي لنا بكميات كبيرة من الطاقة "النظيفة" في أحجام محطات توليد الطاقة الصغيرة نسبيًا. إذا تم تحويل طاقة الانحلال النووي في محطات الطاقة النووية إلى كهرباء ، ثم في المحطات النووية الحرارية ، يتم الحصول على الكهرباء باستخدام طاقة الاندماج النووي.
لطالما حاولت البشرية بناء نبات قوي بما يكفي للحفاظ على تفاعل نووي حراري فيه لفترة طويلة. تتمثل إحدى تحديات تنفيذ هذه العملية على الأرض في الطبيعة الديناميكية للبلازما ، والتي يجب التحكم فيها لتحقيق درجات حرارة الاندماج. اقترح مؤلفو الدراسة الجديدة خوارزمية قادرة على مراعاة التغيرات في البلازما وتغيير ظروف التركيب بطريقة تمنع إنهاء العملية.
يسخن النموذج الأولي للمفاعل البلازما إلى ما يقرب من مليون درجة مئوية. هذه ليست 1 مليون درجة المطلوبة بعد للاندماج النووي الحراري ، لكنها كافية لدراسة المفهوم ، وفقًا للمؤلفين. تتولد البلازما في ثلاث حاقنات بالجهاز ، ثم تتحد وتتحد بشكل طبيعي في جسم دائري يشبه حلقة الدخان. هذه البلازما ليست سوى بضعة أجزاء من الألف من الثانية ، لذلك احتاج الفريق إلى طريقة عالية السرعة للتحكم في العملية. يولد المفاعل التجريبي للفيزيائيين بشكل مستقل مجالات مغناطيسية بالكامل داخل البلازما ، مما يجعلها أصغر وأرخص من المفاعلات الأخرى التي تستخدم المجالات المغناطيسية الخارجية.
مثير للاهتمام أيضًا:
- تبشر بريطانيا بعصر من الاندماج الميسور التكلفة مع إطلاق MAST tokamak الذي تمت ترقيته
- سجلت "الشمس الاصطناعية" للصين رقما قياسيا جديدا
باستخدام بطاقة الرسومات NVIDIA تسلا، تمكن العلماء من ضبط عملية تدفق البلازما إلى المفاعل بدقة. سمح هذا للباحثين بفهم ما يحدث بشكل أكثر دقة عندما تتشكل البلازما، وفي النهاية زيادة "عمر" الحالة، مما يجعلها أقرب إلى فترة كافية لدعم الاندماج.
في السابق، استخدم الباحثون تقنيات أبطأ أو أقل سهولة في الاستخدام لبرمجة أنظمة التحكم الخاصة بهم. ومع ذلك، في العمل الجديد، استخدم الفريق وحدة معالجة الرسومات NVIDIA Tesla، والذي تم تصميمه لتطبيقات التعلم الآلي.
باستخدام بطاقة الفيديو ، سيتمكن الفريق من ضبط عملية دخول البلازما إلى المفاعل ، بحيث يمكن للباحثين أن يتخيلوا بشكل أكثر تحديدًا ما يحدث أثناء تكوين البلازما. أيضًا ، ستساعد بطاقة الفيديو في تكوين بلازما تدوم لفترة أطول.
اقرأ أيضا:
مستوى جديد نوعيًا لتعدين البيتكوين