Onderzoekers van de Universiteit van Washington hebben een methode ontwikkeld waarbij een videokaart of grafische processor wordt gebruikt om het besturingssysteem van een prototype thermonucleaire reactor te laten draaien. Het plasma in thermonucleaire reactoren is zeer dynamisch, dus het moet worden gecontroleerd voor duurzame synthese. De onderzoekers stelden voor om hiervoor een in de handel verkrijgbare videokaart en een nieuw algoritme te gebruiken.
Thermonucleaire fusie belooft ons grote hoeveelheden "schone" energie bij relatief kleine elektriciteitscentrales. Als in kerncentrales de energie van nucleair verval wordt omgezet in elektriciteit, dan wordt in thermonucleaire centrales elektriciteit verkregen met behulp van de energie van kernfusie.
De mensheid heeft lang geprobeerd een voldoende krachtige plant te bouwen om er lange tijd een thermonucleaire reactie in te handhaven. Een van de uitdagingen bij het uitvoeren van dit proces op aarde is de dynamische aard van het plasma, dat moet worden gecontroleerd om fusietemperaturen te bereiken. De auteurs van de nieuwe studie stelden een algoritme voor dat in staat is om rekening te houden met veranderingen in het plasma en om de synthesecondities zodanig te veranderen dat de beëindiging van het proces wordt voorkomen.
De prototypereactor verwarmt het plasma tot ongeveer 1 miljoen graden Celsius. Dit is nog niet de 150 miljoen graden die nodig zijn voor thermonucleaire fusie, maar het is volgens de auteurs voldoende om het concept te bestuderen. Plasma wordt gegenereerd in de drie injectoren van het apparaat, en vervolgens worden ze gecombineerd en op natuurlijke wijze samengevoegd tot een donutvormig object dat lijkt op een rookring. Dit plasma is slechts een paar duizendsten van een seconde, dus het team had een snelle methode nodig om het proces te beheersen. De experimentele reactor van de natuurkundigen genereert onafhankelijk magnetische velden volledig in het plasma, waardoor het potentieel kleiner en goedkoper is dan andere reactoren die externe magnetische velden gebruiken.
Ook interessant:
- Groot-Brittannië luidt een tijdperk van betaalbare fusie in met de lancering van de verbeterde MAST tokamak
- China's "kunstmatige zon" heeft een nieuw record gevestigd
Een grafische kaart gebruiken NVIDIA Tesla konden wetenschappers het proces van de plasmastroom naar de reactor nauwkeurig aanpassen. Hierdoor konden de onderzoekers nauwkeuriger begrijpen wat er gebeurt als het plasma wordt gevormd, en uiteindelijk de ‘levensduur’ van de staat verlengen, waardoor deze lang genoeg dichterbij kwam om fusie te ondersteunen.
Voorheen gebruikten onderzoekers langzamere of minder gebruiksvriendelijke technologieën om hun besturingssystemen te programmeren. In het nieuwe werk gebruikte het team echter een GPU NVIDIA Tesla, dat is ontworpen voor machine learning-toepassingen.
Met behulp van een videokaart zal het team in staat zijn om het proces van plasma dat de reactor binnenkomt te verfijnen, zodat onderzoekers zich meer specifiek kunnen voorstellen wat er gebeurt tijdens plasmavorming. Ook helpt de videokaart om plasma te creëren dat langer meegaat.
Lees ook:
Een kwalitatief nieuw niveau van bitcoin-mining