Jak karta graficzna może się przyczynić do kontrolowania fuzji jądrowej?

Naukowcy z Uniwersytetu w Waszyngtonie, którzy opisali swoje dokonania na łamach Review of Scientific Instruments, prowadzili badania w zakresie fuzji jądrowej. Pomogła w nich… karta graficzna.

Fuzja jądrowa zachodzi w obrębie gwiazd, wliczając w to Słońce. Za sprawą tego zjawiska dochodzi do zderzania jąder atomowych, co prowadzi do ich syntezy i uwalniania ogromnych ilości energii. Problemem pozostaje jednak brak możliwości dokładnej kontroli tego procesu. Badacze ze Stanów Zjednoczonych postanowili wykorzystać w tym celu kartę graficzną, która służy do sterowania prototypowym reaktorem fuzyjnym.

Czytaj też: Czy fuzja jądrowa nas ocali? Ciemna strona tokamaków

W przypadku plazmy potrzebny jest wysoki poziom szybkości i precyzji, ponieważ ma ona tak złożoną dynamikę, że rozwija się z bardzo dużą prędkością. Jeśli nie możemy za nią nadążyć, lub jeśli źle przewidzimy zachodzące reakcje, to mają one paskudny zwyczaj błyskawicznego zmierzania w bardzo złym kierunku. […] W naszym laboratorium pracujemy nad opracowaniem metod aktywnego utrzymywania plazmy tam, gdzie chcemy, w bardziej dynamicznych systemach.

Chris Hansen, Uniwersytet w Waszyngtonie

Prototypowy reaktor zaprojektowany przez naukowców z Uniwersytetu w Waszyngtonie samodzielnie generuje pola magnetyczne wewnątrz plazmy. W efekcie jest on tańszy i mniejszych rozmiarów od innych reaktorów, które wykorzystują zewnętrzne pola magnetyczne. Za jego sprawą plazma może zostać rozgrzana do około 1 miliona stopni Celsjusza.

Karta graficzna NVIDIA Tesla okazała się kluczowa w projekcie związanym z fuzją jądrową

Jest to zbyt niska wartość od potrzebnej do przeprowadzenia fuzji jądrowej, ponieważ w tym przypadku konieczne byłoby podgrzanie plazmy do około 150 milionów stopni Celsjusza. Uzyskiwane przez Amerykanów temperatury są jednak wystarczające do sprawdzenia, czy ich rozwiązanie ma rację bytu.

Czytaj też: Chiny uruchomią nowy reaktor jądrowy. Będzie pierwszym tego typu na świecie

Wcześniej członkowie zespołu badawczego korzystali z wolniejszych bądź mniej intuicyjnych technologii, aby programować systemy sterowania. W związku z tym naukowcy postanowili zmienić podejście i skierowali swoją uwagę na kartę graficzną NVIDIA Tesla. Co ciekawe, ta została zaprojektowana z myślą o tzw. uczeniu maszynowym. Z jej wykorzystaniem badacze byli w stanie dostroić to, w jaki plazma dostaje się do reaktora. W bardziej długofalowej perspektywie mogłoby to umożliwić ustalenie elementów koniecznych do prowadzenia fuzji jądrowej w kontrolowanych warunkach.