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谷歌加快核聚变研究 取之不尽的清洁能源还远吗?
2017-08-10 08:58:31 来源:      威锋网 作者: 【 】 浏览:33次 评论:0

在谷歌的帮助下,人类朝着取之不尽的清洁能源的梦想又迈进了一步。

据英国卫报报道,谷歌和一家美国业内领先的核聚变研究公司研发了一套全新的计算机算法,它可以大大加快等离子体实验的进度,以期推动清洁能源技术加快进步。等离子体是能源技术的核心。

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与谷歌合作的这家核聚变研究公司是Tri Alpha Energy。它已经获得超过5亿美元的外部风投融资,投资人包括微软联合创始人Paul Allen。

两家企业将这套算法命名为Optometrist算法,它会使得高性能计算与人类的判断力结合,为复杂的能源技术问题寻找出更新更好的解决方案。

发表在星期二的《科学报告》上的文章显示,在Optometrist算法的帮助下,Tri Alpha Energy公司C2-U机器的核聚变实验的运行速度从一个月左右压缩到只有短短几个小时,系统能量损耗率也大幅降低近半,令总能量增加。只有总能量达到一定水平,才会发生聚变。这有助于让核聚变发电早日成为现实。

核聚变,又称为热核反应,是一种复杂的核反应过程,是两个或以上较细小的轻原子核在超高温等条件下聚合成为一个较重的原子核,在此过程中部分质量转换为能量。太阳数十亿年来通过把氢原子聚变成氦原子而产生出热量,这一过程就是核聚变。

如果要进行核聚变反应,首先就必须提高物质的温度,使原子核和电子分开,处于这种状态的物质称为“等离子体”(plasma)。

人机结合的重要推进

Tri Alpha Energy公司的核聚变技术机器C2-U每8分钟运行一次等离子实验。过程包括用一束氢原子爆破等离子体,让它在磁场中旋转长达10毫秒。这样做的目的是看它是否与理论设想一致,产生的能量多于消耗的能量。

该公司的核反应堆使用了所谓的场反转配置(field-reversed configuration),它利用了等离子体自身的涡流来扭转磁场,而不是完全依赖于机器上的磁线圈所产生的外部磁场。这样做的结果是具有自我稳定性质的旋转的圆柱体颗粒被磁性固定住,其结构类似于一个烟圈,优点是随着等离子体能量的增加,磁约束变得更强大,更稳定。

创造这样一个磁场反向配置,还得通过向反应堆注入质子、电子和硼燃料来让它保持状态是相当复杂的,变量几乎不计可数,这就是为何Tri Alpha Energy公司要求助于谷歌。然而,即使是谷歌最先进最知名的超级计算机也无法胜任这项工作。

“即使结合谷歌规模化的计算机资源,整件事情也还是超越了我们的认知。”谷歌加速科学团队的Ted Baltz说。因此,两家公司将计算机算法与人类的研究相结合,由计算机向人类专家提供多种选择,人类专家根据直觉选择出他们认为更有希望的选项。

“没有先进的计算机辅助程序的帮助,这样的结果单靠人类可能需要好几年才能解决。”Tri Alpha Energy公司总裁兼技术总监Michl Binderbauer说。

有意思的是,正大力推进人工智能技术的谷歌,这次不再将人类与人工智能作竞争,“这是一个典型的人类和计算机在一起联手合作的情况,而不是分开工作。”Ted Baltz这样说。

C2-U已经被更强大、更复杂的机器Norman所替代。这个名称是为了纪念该公司已经故去的联合创始人Norman Rostoker。本月初,Norman进行了第一个等离子体实验,如果实验成功,Tri Alpha Energy公司下一步将建造一个具有示范性质的发电机。

随着地球气候发生变化,以及人类减少碳排放的需要愈加明确,取之不尽的清洁、安全能源一直是人类所渴盼的。但是,尽管人类已经在这方面试验了60年之久,且投入了高达几十亿美元资金,但核聚变能源之梦迄今尚未实现,工业化规模的核聚变还有很久的路需要走。

事实上,不止是谷歌,其他公司和国家也在追逐核聚变能源的梦想。截至目前,规模最大的是正在法国南部进行的ITER计划,达到180亿欧元。该项目获得了公共资金的资助,合作伙伴来自美国、欧盟、中国、印度、韩国、俄罗斯和日本。

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