2022年6月8日
利用超级计算机和人工智能开发低碳未来的核聚变技术
英国原子能管理局（UKAEA）正在利用超级计算和人工智能来设计技术，使聚变能源成为商业现实。
STFC的哈特里中心和英国原子能管理局（UKAEA）正在使用超级计算和人工智能来设计技术，使聚变能源成为商业现实。
核聚变能源有潜力成为一种革命性的、无限的能源，它将帮助我们减少对化石燃料的依赖，并应对气候变化。
这项为期五年的联合项目目前正进入激动人心的第二阶段，该项目旨在帮助科学家开发可行的聚变能源技术，而不是通过昂贵的现实样机。
能量是化石燃料的四百万倍
原子融合产生的能量比燃烧煤、石油或天然气等化学反应产生的能量高出近400万倍，比核裂变产生的能量高出4倍。
它的优势是深远的，包括：
- 没有温室气体
- 没有长期放射性废物
- 它实际上是无限的
- 本质上是安全的
未来的战略
2021年，政府发布了《英国核聚变战略》，阐述了如何实现核聚变能源。作为其中的一部分，作为聚变能源科学和技术的全球领导者，UKAEA负责英国第一个原型设施STEP（用于能源生产的球形托卡马克），这将为聚变电站的商业发展铺平道路。
去年，为了支持这一点，哈特里中心和英国原子能机构迈出了第一步，在STFC的达斯伯里实验室，在达斯伯里科技公司，建立了一个英国聚变极端规模计算卓越中心。
作为英国一些最先进的超级计算和人工智能技术的所在地，哈特里中心将帮助科学家更快、更经济地开发必要的反应堆技术。
明星制造商
核聚变是一种自然过程，为太阳和其他恒星提供能量。更具体地说，它是在海水中发现的氢的某些同位素融合在一起产生更重的粒子并释放能量的过程。
虽然这一过程需要极端的温度和相当于太阳上的强烈引力，但科学家们已经在地球上成功地重现了这一过程，今年早些时候宣布了破纪录的持续聚变能结果。
然而，在聚变能成为未来大规模、廉价的低碳能源供应的一部分之前，必须克服许多复杂的工程障碍。
这些包括:
- 生产和管理聚变过程发生的超热气体（等离子体）
- 开发能够承受极端条件的材料所面临的挑战，例如承受加热到数亿度的颗粒。
终极工程挑战
最初的五年项目的第二阶段涉及来自UKAEA和Hartree中心的30多名工作人员。由于额外的资金，12名专职工作人员在哈特里中心工作。
他们正在共同应用最新的超级计算系统、人工智能和数据科学专业知识，以解决商业聚变能源交付的挑战和障碍。
他们将开发以下技术：
- 等离子体的建模和理解
- 对未来核聚变发电厂的“数字双胞胎”进行建模。
- 开发用于高级数据管理的原型工具
- 利用人工智能工具提供关键见解，例如机器控制和不确定性量化
世界领先的能力
UKAEA高级计算部门负责人罗布·埃克斯说：
随着核聚变进入交付时代，我们看到世界上第一台百亿亿次超级计算机的出现，STFC哈特里中心和UKAEA现在是时候联手完成一项使命，帮助交付商业核聚变了。
哈特里中心在超级计算和人工智能方面的专业知识，结合UKAEA在融合科学和技术方面的专业知识，将使解决方案的共同设计能够消除大量耗时的现实原型设计。
这是一项令人难以置信的激动人心的努力，它将有助于使核聚变成为世界未来能源供应中对环境负责的一部分，同时也为英国提供了一个令人兴奋的经济机会。
加快英国核聚变计划
STFC哈特里中心主任Kate Royse教授说：
虽然核聚变在一段时间内可能还无法为世界提供动力，但我们现在正在通过世界领先的研究、技术和开发为它奠定基础。
与英国原子能机构密切合作，共同设计工业所需的工具、技术和方法，以加速英国的核聚变项目，这真是太棒了。
作为英国唯一一家致力于支持工业的超级计算中心，我坚信哈特里中心独特的、世界级的专业知识对于支持商业聚变能源的及时交付至关重要。
