DQZHAN訊：Google進(jìn)軍核聚變領(lǐng)域 這會(huì)是未來(lái)理想的新能源嗎？
繼比爾˙蓋茨進(jìn)軍核能后，又一家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)挺近核聚變領(lǐng)域。這會(huì)是未來(lái)理想的新能源嗎？
人類一直想獲得干凈、**、無(wú)限的能源，核聚變承載了這樣的希望，由于氣候變化帶來(lái)了更大挑戰(zhàn)，我們需要削減碳排放，這種趨勢(shì)變得越來(lái)越明顯，大家對(duì)核聚變的興趣也越來(lái)越濃厚。近日，Google宣布與一家**核聚變公司攜手合作，開(kāi)發(fā)了一套新的計(jì)算機(jī)算法，它可以明顯加快等離子體實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，推動(dòng)能源技術(shù)的進(jìn)步。
Google的加入
▲TriAlphaEnergy與GoogleResearch合作開(kāi)發(fā)的稱為“Optometrist算法
上文提到的這家核聚變公司名為T(mén)riAlphaEnergy，曾得到了微軟聯(lián)合創(chuàng)始人PaulAllen的支持，獲得了5億美元的投資。這次與其合作的是Google研究（GoogleResearch）部門(mén)，開(kāi)發(fā)所謂的Optometrist算法，可以將高性能計(jì)算與人類判斷結(jié)合起來(lái)，為復(fù)雜問(wèn)題找到新的、更好的解決方案。
核聚變就是原子在極端溫度下結(jié)合并釋放大量能量，它是一門(mén)相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)。核聚變的物理反應(yīng)涉及到非線性現(xiàn)象，也就是小小的改變可以對(duì)結(jié)果造成很大影響，在工程上如果要讓等離子體暫停是相當(dāng)困難的事。
Google加速科學(xué)團(tuán)隊(duì)（GoogleAcceleratedScienceTeam）的TedBaltz說(shuō)：“盡管Google擁有龐大的計(jì)算資源，這件事還是超出了我們的所知范圍?！闭蛉绱耍茖W(xué)家將計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)方法與人類輸入結(jié)合，然后讓研究人員選擇。研究人員根據(jù)直覺(jué)挑選自己認(rèn)為*有希望的選項(xiàng)，相當(dāng)于測(cè)試眼睛時(shí)挑選*清晰的文本。
Baltz說(shuō)：“我們將問(wèn)題歸結(jié)為一點(diǎn)：讓我們找到等離子體是怎樣行動(dòng)的，這些行動(dòng)是人類等離子體物理學(xué)家認(rèn)為有趣的，當(dāng)我們這樣做時(shí)不要干擾機(jī)器。人類與計(jì)算機(jī)合作可以將工作做得更好，比單獨(dú)做更好，這是一個(gè)很好的例子?！?
當(dāng)前，TriAlphaEnergy正在用C2-U機(jī)器做實(shí)驗(yàn)，有了Google的幫助，實(shí)驗(yàn)進(jìn)度明顯加快，以前可能需要一個(gè)月，現(xiàn)在只要短短幾小時(shí)。算法告訴我們等離子體的運(yùn)行有什么異常之處。團(tuán)隊(duì)將系統(tǒng)能源損失降低了50%，這樣一來(lái)總的等離子能就會(huì)增加，只有達(dá)到關(guān)鍵臨界點(diǎn)聚變才能進(jìn)行。
TriAlphaEnergy總裁、CTOMichlBinderbauer說(shuō)：“如果沒(méi)有先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)，要完成這樣的事可能要好幾年。”他還說(shuō)公司的目標(biāo)是在10年之內(nèi)發(fā)電，*近，TriAlphaEnergy還邀請(qǐng)美國(guó)前能源部長(zhǎng)ErnestMoniz加入董事會(huì)。
C-2U機(jī)器每8分鐘就能完成一次實(shí)驗(yàn)。當(dāng)中包括這樣一個(gè)過(guò)程：用一束氫原子轟擊等離子體，讓它在一個(gè)磁場(chǎng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)*多10毫秒。這樣做主要是看等離子體是否像理論預(yù)測(cè)的一樣行動(dòng)，看它是否按理想路線行進(jìn)，如果路線是理想的，聚變反應(yīng)堆生成的能量就會(huì)比消耗的多。
有了Optometrist算法，研究人員可以找到正確的配置方式，看清哪種氫束能夠完全平衡冷卻損失，也就是說(shuō)處理完成之后等離子體的總能量會(huì)上升。
▲TriAlphaEnergy的等離子發(fā)生器“諾曼”
現(xiàn)在C2-U正在被更強(qiáng)大、更復(fù)雜的機(jī)器Norman替代，新機(jī)器是根據(jù)公司聯(lián)合創(chuàng)始人NormanRostoker命名的。7月份，Norman生成了**個(gè)等離子體，如果實(shí)驗(yàn)成功，接下來(lái)TriAlphaEnergy就會(huì)制造一臺(tái)演示發(fā)電機(jī)。
其他核聚變項(xiàng)目
許多團(tuán)體都在追求核聚變夢(mèng)想，到目前為止規(guī)模*大的可能是Iter項(xiàng)目，這是一個(gè)由公共資金支持的項(xiàng)目，項(xiàng)目地點(diǎn)設(shè)在法國(guó)南部。整個(gè)項(xiàng)目投資180億歐元，合作者包括美國(guó)、歐盟、中國(guó)、印度、韓國(guó)、俄羅斯、日本，Iter要建一個(gè)7層設(shè)施。
▲托卡馬克裝置
Iter使用的是傳統(tǒng)的托卡馬克裝置，也就是環(huán)形反應(yīng)堆，它的目標(biāo)是在2025年生成**個(gè)等離子體，然后不斷擴(kuò)大規(guī)模，2035年輸出功率達(dá)到*大。如果成功，Iter將會(huì)為**座核聚變電廠奠定基礎(chǔ)?，F(xiàn)有核電站采用的是核裂變技術(shù)，不是核聚變。
一些團(tuán)隊(duì)也在開(kāi)發(fā)不同的核聚變反應(yīng)堆，其設(shè)計(jì)可能更好、更小。德國(guó)投資10億歐元建了一個(gè)反應(yīng)堆，2016年正式投入運(yùn)營(yíng)，它使用了仿星器，在里面等離子體環(huán)會(huì)變成莫比烏斯環(huán)(MobiusStrip)一樣的形狀，這樣就可以連續(xù)運(yùn)行，與托卡馬克裝置不同，托卡馬克裝置的等離子體是以脈沖形式運(yùn)行的。
▲仿星器
還有一些私營(yíng)企業(yè)也在研究，它們聘請(qǐng)了許多經(jīng)驗(yàn)豐富的聚變研究人員，GeneralFusion正是這樣一家公司，它用熔鉛和鋰旋渦牽制等離子體，這家公司獲得了亞馬遜創(chuàng)始人JeffBezos的投資。
2014年，洛克希德˙馬丁公司有名的SkunkWorks團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，10年之內(nèi)它們就可以造出卡車(chē)大小的聚變廠，它的言論招來(lái)批評(píng)，批評(píng)者要求它公布細(xì)節(jié)。TokamakEnergy是一家英國(guó)公司，它使用的是粒子加速器技術(shù)與高溫超導(dǎo)技術(shù)，還有其它一些公司也一樣，比如HelionEnergy和FirstLightFusion。
TokamakEnergy主管DavidKingham說(shuō)，TriAlphaEnergy的項(xiàng)目是一個(gè)激動(dòng)人心的進(jìn)步。他認(rèn)為：“雖然在基礎(chǔ)研究方面由公共資金支持的實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)更好，但是私人實(shí)驗(yàn)室**速度更快，接受新技術(shù)的速度也更快。”4月份，TokamakEnergy的新反應(yīng)堆生成**個(gè)等離子體，這是5年內(nèi)開(kāi)發(fā)的第三個(gè)反應(yīng)堆，公司的目標(biāo)是在2018年讓等離子體溫度達(dá)到1億度，這是核聚變需要的溫度。
