谷歌加快核聚變研究取之不盡的清潔能源還遠(yuǎn)嗎？

2017-08-09 16:27:26 威鋒網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

在谷歌的幫助下，人類朝著取之不盡的清潔能源的夢(mèng)想又邁進(jìn)了一步。據(jù)英國(guó)衛(wèi)報(bào)報(bào)道，谷歌和一家美國(guó)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的核聚變研究公司研發(fā)了一套全新的計(jì)算機(jī)算法，它可以大大加快等離子體實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，以期推動(dòng)清潔能源技

在谷歌的幫助下，人類朝著取之不盡的清潔能源的夢(mèng)想又邁進(jìn)了一步。

據(jù)英國(guó)衛(wèi)報(bào)報(bào)道，谷歌和一家美國(guó)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的核聚變研究公司研發(fā)了一套全新的計(jì)算機(jī)算法，它可以大大加快等離子體實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，以期推動(dòng)清潔能源技術(shù)加快進(jìn)步。等離子體是能源技術(shù)的核心。

與谷歌合作的這家核聚變研究公司是Tri Alpha Energy。它已經(jīng)獲得超過5億美元的外部風(fēng)投融資，投資人包括微軟聯(lián)合創(chuàng)始人Paul Allen。

兩家企業(yè)將這套算法命名為Optometrist算法，它會(huì)使得高性能計(jì)算與人類的判斷力結(jié)合，為復(fù)雜的能源技術(shù)問題尋找出更新更好的解決方案。

發(fā)表在星期二的《科學(xué)報(bào)告》上的文章顯示，在Optometrist算法的幫助下，Tri Alpha Energy公司C2-U機(jī)器的核聚變實(shí)驗(yàn)的運(yùn)行速度從一個(gè)月左右壓縮到只有短短幾個(gè)小時(shí)，系統(tǒng)能量損耗率也大幅降低近半，令總能量增加。只有總能量達(dá)到一定水平，才會(huì)發(fā)生聚變。這有助于讓核聚變發(fā)電早日成為現(xiàn)實(shí)。

核聚變，又稱為熱核反應(yīng)，是一種復(fù)雜的核反應(yīng)過程，是兩個(gè)或以上較細(xì)小的輕原子核在超高溫等條件下聚合成為一個(gè)較重的原子核，在此過程中部分質(zhì)量轉(zhuǎn)換為能量。太陽數(shù)十億年來通過把氫原子聚變成氦原子而產(chǎn)生出熱量，這一過程就是核聚變。

如果要進(jìn)行核聚變反應(yīng)，首先就必須提高物質(zhì)的溫度，使原子核和電子分開，處于這種狀態(tài)的物質(zhì)稱為“等離子體”(plasma)。

人機(jī)結(jié)合的重要推進(jìn)

Tri Alpha Energy公司的核聚變技術(shù)機(jī)器C2-U每8分鐘運(yùn)行一次等離子實(shí)驗(yàn)。過程包括用一束氫原子爆破等離子體，讓它在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)達(dá)10毫秒。這樣做的目的是看它是否與理論設(shè)想一致，產(chǎn)生的能量多于消耗的能量。

該公司的核反應(yīng)堆使用了所謂的場(chǎng)反轉(zhuǎn)配置(field-reversed configuration)，它利用了等離子體自身的渦流來扭轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而不是完全依賴于機(jī)器上的磁線圈所產(chǎn)生的外部磁場(chǎng)。這樣做的結(jié)果是具有自我穩(wěn)定性質(zhì)的旋轉(zhuǎn)的圓柱體顆粒被磁性固定住，其結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)煙圈，優(yōu)點(diǎn)是隨著等離子體能量的增加，磁約束變得更強(qiáng)大，更穩(wěn)定。

創(chuàng)造這樣一個(gè)磁場(chǎng)反向配置，還得通過向反應(yīng)堆注入質(zhì)子、電子和硼燃料來讓它保持狀態(tài)是相當(dāng)復(fù)雜的，變量幾乎不計(jì)可數(shù)，這就是為何Tri Alpha Energy公司要求助于谷歌。然而，即使是谷歌最先進(jìn)最知名的超級(jí)計(jì)算機(jī)也無法勝任這項(xiàng)工作。

“即使結(jié)合谷歌規(guī)模化的計(jì)算機(jī)資源，整件事情也還是超越了我們的認(rèn)知。”谷歌加速科學(xué)團(tuán)隊(duì)的Ted Baltz說。因此，兩家公司將計(jì)算機(jī)算法與人類的研究相結(jié)合，由計(jì)算機(jī)向人類專家提供多種選擇，人類專家根據(jù)直覺選擇出他們認(rèn)為更有希望的選項(xiàng)。

“沒有先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助程序的幫助，這樣的結(jié)果單靠人類可能需要好幾年才能解決。”Tri Alpha Energy公司總裁兼技術(shù)總監(jiān)Michl Binderbauer說。

有意思的是，正大力推進(jìn)人工智能技術(shù)的谷歌，這次不再將人類與人工智能作競(jìng)爭(zhēng)，“這是一個(gè)典型的人類和計(jì)算機(jī)在一起聯(lián)手合作的情況，而不是分開工作。”Ted Baltz這樣說。

C2-U已經(jīng)被更強(qiáng)大、更復(fù)雜的機(jī)器Norman所替代。這個(gè)名稱是為了紀(jì)念該公司已經(jīng)故去的聯(lián)合創(chuàng)始人Norman Rostoker。本月初，Norman進(jìn)行了第一個(gè)等離子體實(shí)驗(yàn)，如果實(shí)驗(yàn)成功，Tri Alpha Energy公司下一步將建造一個(gè)具有示范性質(zhì)的發(fā)電機(jī)。

隨著地球氣候發(fā)生變化，以及人類減少碳排放的需要愈加明確，取之不盡的清潔、安全能源一直是人類所渴盼的。但是，盡管人類已經(jīng)在這方面試驗(yàn)了60年之久，且投入了高達(dá)幾十億美元資金，但核聚變能源之夢(mèng)迄今尚未實(shí)現(xiàn)，工業(yè)化規(guī)模的核聚變還有很久的路需要走。

事實(shí)上，不止是谷歌，其他公司和國(guó)家也在追逐核聚變能源的夢(mèng)想。截至目前，規(guī)模最大的是正在法國(guó)南部進(jìn)行的ITER計(jì)劃，達(dá)到180億歐元。該項(xiàng)目獲得了公共資金的資助，合作伙伴來自美國(guó)、歐盟、中國(guó)、印度、韓國(guó)、俄羅斯和日本。

責(zé)任編輯：lixin

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