Inteligência artificial molda plasma em vários formatos em reator nuclear

Uma inteligência artificial conseguiu controlar o plasma de um reator de fusão nuclear, tanto em uma simulação quanto no "mundo real". O sucesso do experimento pode significar um novo rumo para a física de fusão, oferecendo um método para formar plasmas em diversas configurações, cada uma levando a diferentes resultados.

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A fusão nuclear é a maior promessa de energia limpa e inesgotável, mas há muitos desafios para os cientistas superarem. Entre eles, o controle do plasma, uma espécie de "nuvem" de hidrogênio aquecida e confinada por campos magnéticos. No caso de reatores do tipo Tokamak, esses campos são grandes bobinas colocadas ao redor do dispositivo.

O plasma é bastante sensível aos campos magnéticos, por isso essa é a maneira mais eficaz de confiná-lo. Contudo, esse estado da matéria é difícil de controlar de modo que ele se mantenha estável a centenas de milhões de graus Celsius. Isso exige muitos ajustes de tensão, até milhares de vezes por segundo — e é aí que entra a nova inteligência artificial.

Usando uma arquitetura de aprendizado de máquina que combina algo chamado Reinforcement Learning com um ambiente simulado, os cientistas conseguiram criar "controladores que podem manter o plasma estável" e "esculpi-lo com precisão em diferentes formas", disse a equipe. A inteligência artificial pertence à empresa DeepMind, que trabalhou em parceria com o Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne (EPFL), na Suíça.

Após as simulações, a equipe usou a IA no reator de fusão Tokamak de Configuração Variável (TCV) da EPFL. Anteriormente, os pesquisadores usaram 19 bobinas magnéticas neste reator, cada uma controlada por um algoritmo separado que monitorava o interior do dispositivo milhares de vezes por segundo com uma série de sensores. A rede neural única da DeepMind controlou todas as bobinas de uma só vez.

Como resultado, a IA conteve o plasma com sucesso por cerca de 2 segundos (o TCV só pode sustentar o plasma em um único experimento por até 3 segundos). Além disso, ela conseguiu moldar o plasma e movê-lo no interior reator, incluindo um novo formato de "gotas" separadas, nunca feito em nenhum outro experimento anterior do TCV.

Cada um desses formatos de plasma tem diferentes tipos de potencial para a coleta de energia no futuro. De acordo com os pesquisadores, o controle magnético do plasma nessas configurações através de uma rede única de IA representa pode representar uma nova direção em como os tokamaks são projetados — e talvez seja o caminho que, cedo ou tarde, os demais experimentos ao redor do mundo seguirão.

Fonte: Nature; via: NewScientis, ScienceAlert