Термоядерный синтез — это процесс, питающий Солнце, и он сулит человечеству доступ к чистой, безопасной и практически неиссякаемой энергии. В отличие от атомных электростанций, использующих реакцию деления, синтез не производит долгоживущих радиоактивных отходов. Основная задача, над которой ученые бьются десятилетиями, — создать на Земле условия, при которых термоядерная реакция будет стабильной и даст больше энергии, чем потребляет сама.
Главный вызов здесь — удержание плазмы. Чтобы ядра атомов начали сливаться, газ необходимо нагреть до температуры свыше 100 миллионов градусов, превратив его в плазму. Никакой материальный сосуд не может ее выдержать, поэтому для удержания используются мощнейшие магнитные поля. Однако плазма хаотична и нестабильна; даже малейшие изменения могут привести к ее охлаждению или выходу из-под контроля. Управление магнитной системой для стабилизации плазмы — невероятно сложная задача, где необходимо одновременно контролировать множество параметров: ток в магнитных катушках, инжекцию топлива и мощность нагрева. Именно с такой многомерной проблемой, где «слишком много ручек регулировки», ИИ справляется лучше человека.
🧠 Роль ИИ: Чем поможет Google DeepMind
Google DeepMind и CFS объединились, чтобы использовать искусственный интеллект в трех ключевых направлениях, которые кардинально ускорят разработку:
- Создание точных и быстрых симуляций. DeepMind предоставила CFS симулятор плазмы с открытым исходным кодом под названием TORAX. Построенный на платформе JAX, он может работать как на CPU, так и на GPU, что позволяет проводить миллионы виртуальных экспериментов, экономя бесценное время и ресурсы.
- Поиск оптимальных режимов работы. Команды будут сочетать TORAX с глубоким обучением с подкреплением. Это позволит ИИ-агентам анализировать миллионы возможных конфигураций и находить самые эффективные и надежные пути генерации чистой энергии.
- Разработка систем управления в реальном времени. ИИ будет учиться динамически распределять тепловые нагрузки внутри реактора и управлять магнитными катушками для стабилизации сложных форм плазмы. Ранее DeepMind уже демонстрировала успех в управлении плазмой на экспериментальной установке в Швейцарии.
🎯 Заглядывая вперед: Потенциал и перспективы
Успех этого сотрудничества может стать переломным моментом. Ожидается, что демонстрационный реактор CFS SPARC, который сейчас на две трети построен в пригороде Бостона, станет первой в мире магнитной термоядерной установкой, которая в 2026 году достигнет положительного энергетического выхода (когда выработанная мощность превысит затраты на запуск и поддержание реакции).
Этот проект важен не только для науки. Крупные технологические компании, включая Google и Nvidia, которые также инвестировали в CFS, видят в термоядерном синтезе потенциальное решение проблемы энергоснабжения для своих энергоемких дата-центров. Google уже заявила о намерении покупать 200 мегаватт электроэнергии с первой коммерческой станции CFS.
Как заявил генеральный директор DeepMind Демис Хассабис, их цель — не просто оптимизировать SPARC, а заложить основу для того, чтобы ИИ стал «интеллектуальным и адаптируемым системным ядром» будущих термоядерных электростанций.
Это сотрудничество между одним из лидеров в области ИИ и передовой термоядерной компанией — наглядный пример того, как пересекаются самые передовые технологии нашего времени. Их успех может открыть новую главу в истории энергетики, приблизив нас к эре чистой и практически безграничной энергии.