谷歌加快核聚變研究取之不盡的清潔能源還遠嗎？

2017-08-09 16:27:26 威鋒網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

在谷歌的幫助下，人類朝著取之不盡的清潔能源的夢想又邁進了一步。據(jù)英國衛(wèi)報報道，谷歌和一家美國業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的核聚變研究公司研發(fā)了一套全新的計算機算法，它可以大大加快等離子體實驗的進度，以期推動清潔能源技

在谷歌的幫助下，人類朝著取之不盡的清潔能源的夢想又邁進了一步。

據(jù)英國衛(wèi)報報道，谷歌和一家美國業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的核聚變研究公司研發(fā)了一套全新的計算機算法，它可以大大加快等離子體實驗的進度，以期推動清潔能源技術(shù)加快進步。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，它會使得高性能計算與人類的判斷力結(jié)合，為復雜的能源技術(shù)問題尋找出更新更好的解決方案。

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

核聚變，又稱為熱核反應(yīng)，是一種復雜的核反應(yīng)過程，是兩個或以上較細小的輕原子核在超高溫等條件下聚合成為一個較重的原子核，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)。

人機結(jié)合的重要推進

Tri Alpha Energy公司的核聚變技術(shù)機器C2-U每8分鐘運行一次等離子實驗。過程包括用一束氫原子爆破等離子體，讓它在磁場中旋轉(zhuǎn)長達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，而不是完全依賴于機器上的磁線圈所產(chǎn)生的外部磁場。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)類似于一個煙圈，優(yōu)點是隨著等離子體能量的增加，磁約束變得更強大，更穩(wěn)定。

創(chuàng)造這樣一個磁場反向配置，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)是相當復雜的，變量幾乎不計可數(shù)，這就是為何Tri Alpha Energy公司要求助于谷歌。然而，即使是谷歌最先進最知名的超級計算機也無法勝任這項工作。

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

“沒有先進的計算機輔助程序的幫助，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，正大力推進人工智能技術(shù)的谷歌，這次不再將人類與人工智能作競爭，“這是一個典型的人類和計算機在一起聯(lián)手合作的情況，而不是分開工作。”Ted Baltz這樣說。

C2-U已經(jīng)被更強大、更復雜的機器Norman所替代。這個名稱是為了紀念該公司已經(jīng)故去的聯(lián)合創(chuàng)始人Norman Rostoker。本月初，Norman進行了第一個等離子體實驗，如果實驗成功，Tri Alpha Energy公司下一步將建造一個具有示范性質(zhì)的發(fā)電機。

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)在這方面試驗了60年之久，且投入了高達幾十億美元資金，但核聚變能源之夢迄今尚未實現(xiàn)，工業(yè)化規(guī)模的核聚變還有很久的路需要走。

事實上，不止是谷歌，其他公司和國家也在追逐核聚變能源的夢想。截至目前，規(guī)模最大的是正在法國南部進行的ITER計劃，達到180億歐元。該項目獲得了公共資金的資助，合作伙伴來自美國、歐盟、中國、印度、韓國、俄羅斯和日本。