圖源：谷歌博客
IT之家援引博文介紹，核聚變是驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的物理過(guò)程，要在地球上復(fù)現(xiàn)它，就必須在超過(guò)一億攝氏度的高溫下，將被稱(chēng)為“等離子體”的電離氣體穩(wěn)定約束在聚變裝置內(nèi)。這是一個(gè)極其復(fù)雜的物理挑戰(zhàn)，而 DeepMind 正嘗試運(yùn)用人工智能來(lái)破解這一難題。
此次合作的基礎(chǔ)是 DeepMind 在 AI 控制等離子體方面的突破性研究，DeepMind 此前已成功利用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制托卡馬克（Tokamak）裝置的磁體，穩(wěn)定復(fù)雜的等離子體形態(tài)。團(tuán)隊(duì)為拓展研究范圍，開(kāi)發(fā)了開(kāi)源等離子體模擬器 TORAX。
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另一方面，CFS 正在美國(guó)波士頓郊區(qū)建造名為 SPARC 的緊湊型托卡馬克裝置，該裝置利用強(qiáng)大的高溫超導(dǎo)磁體，目標(biāo)是成為史上首個(gè)實(shí)現(xiàn)“能量?jī)粼鲆妗保串a(chǎn)生的聚變能量超過(guò)維持反應(yīng)所需能量）的磁約束聚變?cè)O(shè)備，這是驗(yàn)證聚變能源可行性的關(guān)鍵里程碑。
圖源：CFS
該裝置已完成約三分之二，預(yù)計(jì)于 2026 年晚些時(shí)候竣工。CFS 預(yù)計(jì)，它將成為首個(gè)發(fā)電量超過(guò)核電站自身運(yùn)行所需能量的聚變裝置。
雙方的合作目前已在三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域展開(kāi)。首先，利用 TORAX 為 SPARC 運(yùn)行數(shù)百萬(wàn)次虛擬實(shí)驗(yàn)，在裝置啟動(dòng)前測(cè)試并優(yōu)化其運(yùn)行方案，從而節(jié)省寶貴的時(shí)間和資源。
其次，運(yùn)用強(qiáng)化學(xué)習(xí)等 AI 方法，在模擬中探索海量的潛在操作場(chǎng)景，快速識(shí)別出最高效、最穩(wěn)健的凈能量生成路徑。
最后，開(kāi)發(fā)一種“AI 駕駛員”，用于實(shí)時(shí)控制 SPARC 的運(yùn)行，例如通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整磁場(chǎng)來(lái)有效管理和分散裝置壁上的巨大熱負(fù)荷，確保設(shè)備在高功率下安全運(yùn)行。
]]>作為環(huán)向場(chǎng)磁體的核心承力部件，TF線(xiàn)圈盒不僅是磁體系統(tǒng)的“骨架”，更承擔(dān)著多重關(guān)鍵功能：一方面需嚴(yán)密保護(hù)TF線(xiàn)圈繞組，確保其在極端工況下穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面要精準(zhǔn)支撐并固定極向場(chǎng)磁體等其他超導(dǎo)磁體，為整個(gè)聚變裝置的磁場(chǎng)系統(tǒng)搭建穩(wěn)固結(jié)構(gòu)框架。
此次交付的TF線(xiàn)圈盒，在規(guī)模與技術(shù)難度上均刷新世界紀(jì)錄。其采用超低溫奧氏體不銹鋼316LN與316LMn材料制造，外形尺寸達(dá)21米×12米，最大焊接厚度超360毫米，整體重量達(dá)400噸。對(duì)比國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）同類(lèi)部件，該線(xiàn)圈盒尺寸超出1.2倍以上，重量更是達(dá)到其兩倍，制造過(guò)程中攻克了超大尺寸構(gòu)件焊接、超厚鋼板成型、低溫材料性能調(diào)控等一系列技術(shù)難題。
“線(xiàn)圈盒的順利交付，不僅標(biāo)志著我國(guó)在聚變裝置高端裝備制造領(lǐng)域掌握了一批核心技術(shù)，更構(gòu)建起覆蓋設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)、運(yùn)輸?shù)娜鞒倘芷诋a(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈體系?！钡入x子體所有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，這一成果不僅推動(dòng)聚變能源向商業(yè)化應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步，其研發(fā)過(guò)程中形成的超大型精密構(gòu)件制造、極端環(huán)境材料應(yīng)用等技術(shù)，還將輻射應(yīng)用于航空航天、能源裝備、船舶海工等高端制造領(lǐng)域，為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。
據(jù)悉，聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）是我國(guó)聚變能源研發(fā)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，旨在攻克聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)和核心技術(shù)，為未來(lái)聚變堆的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。此次TF磁體線(xiàn)圈盒的交付，將有力推進(jìn)CRAFT項(xiàng)目后續(xù)建設(shè)進(jìn)程，為我國(guó)在全球聚變能源競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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