La inteligencia artificial en la energía nuclear está irrumpiendo en el sector con un avance revolucionario: un modelo capaz de predecir y prevenir en tiempo real las inestabilidades de modo tearing en los reactores de fusión tokamak.
Este hito abre la puerta a un futuro de energía limpia e ilimitada, facilitando el control de las reacciones de fusión y la obtención de regímenes de plasma estables y de alta potencia.
Un descubrimiento esperanzador.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Princeton, incluyendo ingenieros, físicos y científicos de datos, ha logrado desarrollar un modelo de inteligencia artificial capaz de predecir y prevenir en tiempo real las llamadas inestabilidades de modo tearing en los reactores de fusión tokamak.
Este avance representa un paso significativo hacia el control de las reacciones de fusión y el mantenimiento de regímenes de plasma estables y de alta potencia, esenciales para convertir la energía de fusión en una fuente de energía viable y no contaminante.
¿Qué son las inestabilidades de modo tearing?
Las inestabilidades de modo tearing son perturbaciones que pueden ocurrir en el plasma dentro de un reactor de fusión. Estas perturbaciones pueden alterar las líneas del campo magnético, provocando la fuga del plasma y la interrupción de la reacción de fusión.
Imagina que el plasma dentro de un reactor Tokamak es como un gran imán invisible. Este imán está formado por las líneas del campo magnético que mantienen el plasma caliente y confinado.
A veces, este imán invisible puede tener imperfecciones, como pequeñas burbujas o islas. Estas burbujas se llaman «islas magnéticas» y pueden crecer y reventarse, liberando energía en el proceso. Este evento se llama «modo tearing» y puede ser malo para el reactor.
¿Por qué es malo el modo tearing?
- Pérdida de energía: Cuando las islas magnéticas se reventan, el plasma caliente se escapa y se pierde energía. Esto es como si el imán invisible se debilitara.
- Daños al reactor: La energía liberada por el modo tearing puede dañar las paredes del reactor, como si el imán invisible explotara.
¿Cómo se puede controlar el modo tearing?
Los científicos han desarrollado algunas ideas para controlar el modo tearing:
- Ajustar la corriente: Se puede ajustar la corriente eléctrica que fluye a través del plasma para que el imán invisible sea más estable.
- Paredes especiales: Se pueden instalar paredes especiales en el reactor que ayudan a mantener el imán invisible estable.
- Añadir más plasma: Se puede añadir más plasma al reactor para que el imán invisible sea más fuerte.
¿Cómo funciona el modelo de IA?
El modelo de IA ha sido entrenado con datos experimentales previos, lo que le permite predecir estas inestabilidades con hasta 300 milisegundos de antelación. Esto posibilita realizar ajustes en tiempo real a los parámetros de operación del reactor para mantener el equilibrio del plasma.
¿Cómo se ha probado el modelo de IA?
El controlador de IA se ha probado en el DIII-D National Fusion Facility en San Diego, California. Las pruebas demostraron su eficacia en el mantenimiento de reacciones de fusión estables mediante el ajuste dinámico de la forma del plasma y la potencia del reactor.
¿Cuáles son las implicaciones de este avance?
- Control dinámico de las reacciones: El modelo de IA ofrece un enfoque más dinámico y proactivo para controlar las reacciones de fusión que los métodos actuales, lo que podría aumentar la eficiencia y la seguridad de los reactores de fusión.
- Base para una amplia aplicación de la IA: Esta investigación proporciona un marco fundamental para el uso de la IA para abordar una amplia gama de inestabilidades del plasma, superando importantes obstáculos para lograr reacciones de fusión sostenidas.
Próximos pasos en la investigación y el desarrollo:
La exitosa implementación del modelo de IA abre la puerta a la recopilación de más pruebas, la expansión a otros reactores tokamak y el desarrollo de controladores de IA más completos capaces de gestionar múltiples inestabilidades de forma simultánea.
Este avance es un hito crucial en el camino hacia la energía de fusión limpia e ilimitada. La inteligencia artificial está jugando un papel fundamental en la búsqueda de una fuente de energía sostenible para el futuro del planeta.
Recursos adicionales:
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Sitio web del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton: https://www.pppl.gov/
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DIII-D National Fusion Facility: https://fusion.gat.com/
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