DeepMind houdt plasma fusiereactor in toom

Karlijn Klei

20-02-2022 12:00:00

tokamak

De techniek belooft de stabiliteit en efficiëntie van fusiereactoren te vergoten door het plasma met kunstmatige intelligentie te beteugelen.

Kernfusiereactoren, waarin atoomkernen niet gespleten, maar gefuseerd worden, zouden ons in de toekomst mogelijk kunnen voor zien van relatief schone energie. Helaas is het proces nog niet rendabel. Onderzoekers van het de technische universiteit van Lausanne in Zwitserland en DeepMind brengen daar mogelijk verandering in. Ze wisten het roerige plasma in hun zogenoemde tokamak-fusiereactor met kunstmatige intelligentie in de hand te houden.

Lees ook: A.I. voorspelt 3D-eiwitvouwing

Tokamak

Tokamaks zijn donutvormige apparaten die gebruikt worden voor onderzoek naar kernfusie. Waarschijnlijk zullen toekomstige fusiereactoren er ook min of meer zo uit zien – als die economisch rendabel worden.

De energie de vrijkomt wanneer er plasma door deze donutvorm (een zogenaamde torus) raast, wordt opgevangen door neutronen. Deze nu energierijke, ladingloze deeltjes schieten weg en knallen op een speciaal deel van de tokamak waar ze hun energie aan het materiaal afgeven. Die energie kan vervolgens in de vorm van stoom turbines aandrijven.

Magnetische velden

Het plasma, gevormd door een gasvormige waterstofbrandstof onder hoge temperatuur en druk te brengen, wordt in toom gehouden door sterke magnetische velden. Het is immers zaak te voorkomen dat het plasma de wanden raakt. Daardoor zou het gloeiendhete plasma namelijk afkoelen, wat de reactie en daarmee de energieproductie een halt toe roept.

In het nieuwe onderzoek, dat werd gepubliceerd in vakblad Nature, beschrijven de onderzoekers hoe zij die magnetische velden en daarmee het plasma met kunstmatige intelligentie (KI) aansturen.

Kunstmatige intelligentie

Eerder stuurden de onderzoekers de magnetische velden aan met 19 verschillende algoritmen; één per spoel. Bij de nieuwe techniek maakt het team gebruik van kunstmatige intelligentie ontwikkeld door DeepMind. Dat ene neurale netwerk stuurt het voltage van elke spoel aan, en daarmee de vorm van de magnetische velden én het gloeiendhete plasma.

De onderzoekers trainden het KI-systeem in simulaties, waarna ze de techniek op het plasma in de echte tokamak loslieten. De resultaten zijn veelbelovend, zo schrijft het team. Zowel in de simulaties als in het apparaat slaagde het netwerk er niet alleen in het plasma in toom te houden, het lukte ook het gloeiendhete goedje in specifieke vormen te gieten en zelfs twee plasma’s tegelijkertijd te beteugelen (zie gifje hierboven).

Bronnen: Nature, New Scientist

Beeld: Curdin Wüthrich/SPC/EPFL

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 



Podcast KIJK en luister via JUKE






Meer Nieuws