Un team di scienziati cinesi ha fatto un importante passo avanti nella ricerca sulla fusione nucleare, sfruttando l'intelligenza artificiale per migliorare in modo significativo la velocità e l'accuratezza delle misurazioni nei reattori a fusione. Sotto la guida del Professor Lyu Bo, dell'Istituto di Scienze Fisiche di Hefei, i ricercatori hanno integrato con successo reti neurali artificiali con la spettroscopia a cristalli a raggi X (XCS), permettendo una gestione più efficiente dei reattori a fusione.

La sfida cruciale nella fusione nucleare è sia comprendere che controllare il comportamento del plasma, un gas ionizzato superriscaldato in cui avvengono le reazioni di fusione. Due parametri fondamentali - la temperatura degli ioni e la velocità di rotazione del plasma - giocano un ruolo chiave nel mantenimento della stabilità del reattore e nel miglioramento delle sue prestazioni. Tuttavia, effettuare queste misurazioni con precisione e in tempo reale ha sempre rappresentato un ostacolo considerevole.

Il team ha creato due modelli di reti neurali: Deep Neural Networks (DNN) e Convolutional Neural Networks (CNN), entrambi capaci di calcolare in tempo reale i profili di temperatura degli ioni e di rotazione del plasma. I test rigorosi condotti sul dispositivo di fusione EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) hanno dimostrato l'accuratezza di questi modelli, con previsioni che coincidono strettamente con i dati reali.

Il risultato più sorprendente è stato l'incredibile incremento di velocità fornito dal modello DNN, che è oltre 10 volte più rapido dei metodi tradizionali, consentendo di ottenere risultati quasi istantanei senza compromettere l'accuratezza. Questa rapida elaborazione è fondamentale per ottimizzare le operazioni del reattore e garantire una stabilità nel confinamento del plasma.

In aggiunta, i modelli CNN sono stati capaci di prevedere con precisione i profili di velocità di rotazione e produrre profili di temperatura degli ioni radiali dettagliati, offrendo una visione completa della distribuzione della temperatura all'interno del plasma. Questa innovazione non è limitata solo alla fusione, poiché i ricercatori affermano che il modello potrebbe essere applicato a vari sistemi diagnostici in altri ambiti scientifici.

Il Professor Lyu Bo ha dichiarato: "Questa ricerca migliora l'accuratezza e la rapidità nella previsione dei profili di temperatura degli ioni e della velocità di rotazione nei dispositivi di fusione, offrendo soluzioni adattabili per una gamma più ampia di applicazioni nel campo della fusione e oltre".

Questo progresso è un passo significativo verso lo sviluppo dell'energia da fusione, un obiettivo che scienziati di tutto il pianeta stanno perseguendo per creare una fonte di energia pulita e praticamente illimitata. E non è tutto: lo sapevate che la Cina partecipa anche al progetto ITER, un reattore sperimentale di fusione nucleare che dovrà dimostrare la fattibilità della fusione come fonte di energia? Recentemente, l'Italia ha raggiunto un importante traguardo con il completamento del primo dei cinque settori del vessel a vuoto per il reattore, realizzato dalla Westinghouse Italia a Monfalcone (GO). Questo lavoro rappresenta un passo avanti non solo per l'Italia ma per il progresso globale nella ricerca sulla fusione.