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近日，美國能源部（DOE）下屬的橡樹嶺國家實驗室（ORNL）宣布稱，利用超級計算機的超級算力及人工智能，該實驗室解決了目前可控核聚變規(guī)模化面臨的一項重要問題，人工智能能夠有效預(yù)測核聚變反應(yīng)等離子體的不穩(wěn)定性活動，為可控核聚變反應(yīng)提供了預(yù)警時間，有望推動可控核聚變的商用進程。

一直以來，可控核聚變技術(shù)是世界各國爭相研究的熱點之一。核聚變反應(yīng)是太陽能量的主要來源，建造可控的核聚變裝置將幫助人類實現(xiàn)對這一能源高效利用，“人造太陽”的科技突破則將為人類帶來源源不斷的清潔能源。

就目前科學(xué)進展來看，可控核聚變實驗的首要挑戰(zhàn)就是實現(xiàn)高溫聚變等離子體的穩(wěn)定供能。等離子體是一種高溫離子及自由電子的混合體，核聚變反應(yīng)過程中將形成高溫等離子體，這也正是核聚變反應(yīng)的能量來源。如何讓等離子體保持穩(wěn)定的能量生產(chǎn)狀態(tài)，是當(dāng)前人類社會實現(xiàn)可控核聚變的重要一環(huán)。

在最新研究中，ORNL實驗團隊利用超級計算機的超級算力，運用人工智能算法對等離子體的活動進行了預(yù)測，為未來核聚變裝置的有效控制和優(yōu)化打下了基礎(chǔ)。

ORNL撰文指出，核聚變過程中等離子體的破壞能夠在頃刻間發(fā)生，為維持等離子體穩(wěn)定性，提前預(yù)警并采取相應(yīng)措施將變得尤為重要。該實驗負責(zé)人BillTang表示，這一算法是目前最為準確有效的預(yù)測，在核聚變等離子體“崩塌”前提供足夠的預(yù)警時間，科研人員能夠利用這一事件對等離子體降溫，或找到避免“崩塌”的方法。一旦運用到實踐中，將有望為科研人員提供足夠的應(yīng)急響應(yīng)時間。

據(jù)了解，這一項實驗成果使用了目前全球兩大托克馬克裝置DIII-D及歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆（JET）現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)。美國DIII-D托卡馬克裝置建成于1980年，而JEC則建成于1983年，近幾十年來可控核聚變研究熱度不減，由全球七個國家參與的國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）則計劃在2025年開始等離子體實驗。

美國科普雜志《科學(xué)美國人》曾撰文指出，利用可控核聚變反應(yīng)可能有望解決當(dāng)前全球變暖的問題，核聚變能量將消除人類對化石能源的依賴，并克服可再生能源不穩(wěn)定性的缺點。更為重要的是，核聚變能源將不會像核裂變一樣產(chǎn)生危險的核輻射。同時，自然界中存在大量核聚變所需的原料，海水中氫的同位素將取之不盡。

可控核聚變作為未來能源中“最有潛力”的一環(huán)，近幾個月來，歐美國家也在不斷“加碼”這一科研領(lǐng)域的投入。

據(jù)英國《鏡報》消息，8月12日，新上任的英國首相鮑里斯·約翰遜（BorisJohnson）宣布在“脫歐”后，將為位于英國牛津郡的核聚變研究機構(gòu)CulhamScienceCentre持續(xù)提供資金支持。

自英國宣布“脫歐”以來，業(yè)內(nèi)人士就對英國未來科學(xué)研究表示了擔(dān)心，但一向支持“硬核脫歐”的鮑里斯卻對可控核聚變領(lǐng)域尤為關(guān)注。

CulhamScienceCentre作為英國原子能管理局旗下科研機構(gòu)，是國際核聚變研究機構(gòu)ITER的核聚變研究工作。據(jù)了解，超過350名科學(xué)工作者及工程師參與該實驗室項目，歐洲原子能共同體（Euratom）每年為該機構(gòu)的核聚變研究提供數(shù)千萬英鎊的研究經(jīng)費，一旦英國實現(xiàn)“無協(xié)議”脫歐，該機構(gòu)可能不得不退出Euratom，科研經(jīng)費則可能面臨中斷。

為此，鮑里斯在參觀這一研究所后，立即宣布將為英國科研“超負荷充電”，維持這一研究機構(gòu)的資金來源，并宣布將為歐盟國家科學(xué)家提供快速簽證，保證科研交流往來。

另外，美國對核聚變研究的科研支持也熱度不減。今年7月底，位于美國圣地亞哥的托卡馬克實驗室DIII-D宣布收到美國能源部1400萬美元科研經(jīng)費，這一資金將繼續(xù)支持開發(fā)、探究和維持高溫聚變等離子體的方法。

美國科學(xué)部副部長PaulDabbar公開表示稱：“核聚變?nèi)匀皇鞘澜缟献钣邢Ｍ臐撛谀茉粗弧＿@項旨在實現(xiàn)核聚變反應(yīng)堆穩(wěn)態(tài)運行的研究，將是聚變向可持續(xù)能源發(fā)展道路上的一個重要里程碑。”