طفرة في طاقة الاندماج: علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يمهدون الطريق لإيقاف تشغيل المفاعلات بأمان

التكنولوجيا اليومية

13/10/2025

حقق باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا الاندماج النووي، مما قد يتغلب على عقبة رئيسية في جعل هذا المصدر للطاقة النظيفة والوفيرة حقيقة واقعة. من خلال الجمع بين مبادئ الفيزياء وتعلم الآلة، طور الفريق طريقة للتنبؤ بسلوك البلازما وإدارته أثناء إيقاف تشغيل المفاعلات، وهي خطوة حاسمة نحو طاقة الاندماج الموثوقة.

النقاط الرئيسية

نموذج جديد يتنبأ بدقة بسلوك البلازما أثناء إيقاف تشغيل مفاعلات الاندماج.
يساعد هذا التقدم في منع تلف الأجزاء الداخلية للمفاعل الناجم عن إنهاء البلازما غير المنضبط.
يستخدم البحث مزيجًا من النمذجة القائمة على الفيزياء وتعلم الآلة.

تحدي إيقاف تشغيل مفاعلات الاندماج

الاندماج النووي، العملية التي تشغل النجوم، يعد بإمدادات طاقة نظيفة وآمنة وغير محدودة تقريبًا. مفاعلات التوكاماك، وهي أجهزة على شكل دونات تستخدم مغناطيسات قوية لاحتواء البلازما فائقة السخونة، هي نهج رائد لتسخير الاندماج. ومع ذلك، يكمن تحدٍ كبير في إيقاف تشغيل هذه المفاعلات بأمان. عندما يكون التوكاماك قيد التشغيل، تصل البلازما إلى درجات حرارة وسرعات قصوى (180 مليون درجة فهرنهايت). إذا لم تتم إدارة الإيقاف بعناية، يمكن للبلازما أن تسبب "خدوشًا وندوبًا" على الجدران الداخلية للمفاعل، مما يتطلب إصلاحات مكلفة وتستغرق وقتًا طويلاً.

"يمكن أن تؤدي إنهاءات البلازما غير المنضبطة، حتى أثناء التخفيض، إلى توليد تدفقات حرارية شديدة تلحق الضرر بالجدران الداخلية،" أوضح ألين وانغ، المؤلف الرئيسي للدراسة وطالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. "إنه توازن دقيق."

نهج تعلم الآلة المستنير بالفيزياء

لمعالجة هذا الأمر، طور فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نهجًا جديدًا من خلال دمج قوانين الفيزياء الأساسية مع تعلم الآلة. لقد أنشأوا نموذجًا يربط شبكة عصبية بنموذج ديناميكيات البلازما. تم تدريب هذا النموذج المدمج على بيانات من TCV، وهو جهاز اندماج تجريبي في سويسرا، والذي تضمن معلومات حول درجة حرارة البلازما ومستويات الطاقة ونتائج التجارب.

يقوم الخوارزمي بتوليد "مسارات" توجه مشغلي المفاعلات حول كيفية سلوك البلازما المحتمل أثناء عملية الإيقاف. عند اختباره على تشغيلات TCV الفعلية، سمحت متابعة هذه المسارات الموجهة بالنموذج بتخفيضات آمنة ومنضبطة لتيار البلازما.

التقدم نحو طاقة الاندماج الموثوقة

"لقد فعلنا ذلك عدة مرات،" قال وانغ. "وفعلنا الأشياء بشكل أفضل بكثير في جميع المجالات. لذلك، كان لدينا ثقة إحصائية بأننا جعلنا الأمور أفضل."

يمثل هذا الاختراق خطوة حاسمة نحو جعل طاقة الاندماج مفيدة بشكل روتيني. بينما أقر بأنها "بداية رحلة لا تزال طويلة"، أعرب وانغ عن تفاؤله بالتقدم المحرز في معالجة الأسئلة العلمية الأساسية لتوليد طاقة الاندماج الموثوقة.

08-08-2025

تعرف على GR-3: الروبوت المتعاطف الذي يمشي ويشعر ويتواصل

اكتشف GR-3، "روبوت الرعاية" البشري الجديد من فورييه الذي يدمج التعاطف والعاطفة والحركة الشبيهة بالحياة لإعادة تعريف التفاعل بين الإنسان والروبوت في بيئات الرعاية وما بعدها.