Keberhasilan implementasi fusi nuklir menjanjikan untuk menyediakan sumber energi bersih yang berkelanjutan dan tak terbatas, tetapi kita hanya dapat mewujudkan mimpi yang luar biasa ini jika kita menguasai fisika kompleks yang berlangsung di dalam reaktor.
Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah membuat langkah-langkah tambahan menuju tujuan ini, tetapi banyak masalah tetap belum terpecahkan. Salah satu kendala utama adalah berhasil mengelola plasma yang tidak stabil dan super panas di dalam reaktor – tetapi pendekatan baru menunjukkan bagaimana kita dapat melakukannya.
Dalam kolaborasi antara Pusat Plasma Swiss (SPC) EPFL dan perusahaan kecerdasan buatan (AI) DeepMind, para ilmuwan menggunakan sistem pembelajaran penguatan mendalam (RL) untuk mempelajari nuansa perilaku dan kontrol plasma dalam tokamak fusi berbentuk donat. , yang menggunakan serangkaian kumparan magnet yang terletak di sekitar reaktor untuk mengontrol dan memanipulasi plasma di dalamnya.
Ini adalah tindakan penyeimbangan yang rumit karena kumparan memerlukan sejumlah besar penyesuaian tegangan yang baik, hingga ribuan kali per detik, untuk berhasil menjaga plasma dalam medan magnet. Dengan demikian, mempertahankan reaksi fusi nuklir – yang melibatkan pemeliharaan stabilitas plasma pada ratusan juta derajat Celcius, lebih panas daripada inti Matahari – membutuhkan sistem multi-level yang kompleks untuk mengontrol kumparan. Namun, dalam sebuah studi baru, para ilmuwan telah menunjukkan bahwa satu sistem kecerdasan buatan dapat mengatasi tugas ini sendiri.
"Menggunakan arsitektur pembelajaran yang menggabungkan RL dalam dan lingkungan simulasi, kami membuat pengontrol yang dapat menjaga plasma dalam keadaan stabil dan menggunakannya untuk membuat bentuk yang berbeda secara akurat," tim menjelaskan dalam posting blog DeepMind. Untuk mencapai prestasi ini, para peneliti melatih sistem AI mereka dalam simulator tokamak, di mana sistem pembelajaran mesin belajar melalui coba-coba cara menavigasi kompleksitas kurungan magnet plasma. Setelah lulus, AI membawanya ke level berikutnya dengan menerapkan apa yang dipelajarinya di simulator di dunia nyata.
Dengan menggerakkan tokamak konfigurasi variabel SPC (TCV), sistem RL memberikan plasma di dalam reaktor bentuk yang berbeda, termasuk yang belum pernah terlihat sebelumnya di TCV: menstabilkan "tetesan" di mana dua plasma secara bersamaan hidup berdampingan di dalam perangkat. Selain bentuk tradisional, AI juga dapat membuat konfigurasi lanjutan, memberikan bentuk plasma "segitiga negatif" dan "kepingan salju".
Masing-masing manifestasi ini memiliki potensi produksi energi yang berbeda di masa depan jika kita dapat mempertahankan reaksi fusi nuklir. Salah satu konfigurasi yang dikendalikan oleh sistem ini, "bentuk mirip ITER", mungkin sangat menjanjikan untuk studi masa depan di Reaktor Eksperimental Termonuklir Internasional (ITER), eksperimen fusi nuklir terbesar di dunia, yang saat ini sedang dibangun di Prancis.
Menurut para peneliti, kontrol magnetik dari formasi plasma ini adalah "salah satu sistem dunia nyata yang paling kompleks di mana pembelajaran penguatan telah diterapkan," dan dapat memberikan arah baru yang radikal dalam desain tokamak dunia nyata. Tidak hanya itu, beberapa orang percaya bahwa hal itu akan mengubah secara mendasar masa depan sistem kontrol plasma canggih dalam reaktor fusi.
Baca juga: