A Helios az NVIDIA és más neves cégek, illetve kutatóintézetek közreműködésével épülhet tovább. Először kiváltják a drága fizikai teszteket.
A csillagok energiáját a Földön reprodukáló fúziós erőmű technológiája évtizedek óta a tudomány egyik legnagyobb ígérete, de a megvalósítás előtt álló akadályok eddig szinte leküzdhetetlennek tűntek. A fúziós energia egyik úttörőjeként számontartott Thea Energy most a digitális térben próbálja áttörni ezeket a gátakat: a vállalat bejelentette, hogy partnereivel közösen megalkotja a Helios nevű fúziós erőmű digitális ikerpárját. A projekt során a legmodernebb mesterséges intelligenciát és számítástechnikai eszközöket vetik be, hogy a fizikai építkezés előtt virtuális környezetben szimulálják a rendszer működését.
A fejlesztésben olyan amerikai technológiai óriások és tudományos műhelyek vesznek részt, mint az NVIDIA, a Synopsys, az Argonne Nemzeti Laboratórium és a Princetoni Plazmafizikai Laboratórium.
A kezdeményezés az amerikai Energiaügyi Minisztérium Genesis-missziójához kapcsolódik, amely az AI alkalmazásával kívánja felgyorsítani a tiszta energiaforrások kiaknázását. A Thea Energy közlése szerint a mesterséges intelligencia segítségével hidalják át a szimulációk és a valós rendszerműködési adatok közötti különbségeket. Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy a hagyományos modellekhez képest jóval kisebb tőkeigénnyel és gyorsabban építsék fel az erőmű digitális mását. Az NVIDIA Omniverse platformja pedig vizuálisan és adat szinten is összefogja a mérnöki kódokat, illetve a valós idejű elemzéseket.
A fúziós erőmű útja a digitális ikertől a valóságig
„A Helios digitális ikerpárral lerövidíthetjük a fejlesztési ciklusokat, és gyakorlatilag lefuttathatjuk a rendszer működését még azelőtt, hogy az első kapavágást megtennénk az építkezésen” – nyilatkozta Dr. David Gates, a Thea Energy társalapítója és műszaki igazgatója. A szakember hozzátette: az ún. „síkmágneses (vagy lapos tekercses) sztellarátor architektúra” – ami a magfúziós reaktorok új generációja – szoftveres vezérléséhez is AI-t használnak, hogy folyamatosan újraoptimalizálják a rendszert és kompenzálják az elhasználódást.
A szimulációs keretrendszer nem csupán látványterv: a Synopsys és az Argonne Nemzeti Laboratórium szakértői olyan komplex fizikai folyamatokat integrálnak a modellbe, mint a neutronikai elemzések vagy a tenyésztő köpenyrendszer működése. Ez utóbbi alkatrész felel a fúziós energia átalakításáért és a mágnesek védelméért. John Josephakis, az NVIDIA globális alelnöke szerint a technológia közös környezetbe emeli a komplex szimulációkat és a 3D-s vizualizációt, ami „javítja a következő generációs energiarendszerek tervezését”.
Mikor érkezhet a fúziós energia a hálózatra?
A projekt hátterét a fúziós energia kereskedelmi célú hasznosítása adja, amely bőséges és folyamatos alaperőművi teljesítményt ígér. A Thea Energy stratégiája szerint a Helios projekt tapasztalataira építve az Eos nevű demonstrációs rendszer hozhatja el az áttörést, amely már erőművi szintű, egyensúlyi állapotú fúziót fog létrehozni. A kutatók bíznak abban, hogy a digitális modellek pontos előrejelzései csökkentik a technológiai kockázatokat és a váratlan meghibásodások esélyét.
Dr. John Tramm, az Argonne Nemzeti Laboratórium tudósa szerint ez a folyamat alapjaiban változtatja meg a főerőművi alkatrészek fejlesztését. A tervek szerint a Helios-típusú erőművek a 2030-as években kezdhetik meg működést, közelebb hozva a fenntartható és skálázható energiatermelés vízióját.
Címlapkép: Damien Jemison/LLNL / Wikipedia - CC BY-SA 4.0
„A Roszatom Műszaki Akadémián képzett szakemberek már most olyan kompetenciákat sajátítottak el, amelyekre az erőművi blokkok üzembe helyezésének minden szakaszában szükség lesz.”