Un'équipe di scienziati cinesi ha fatto un notevole passo avanti nella ricerca sulla fusione nucleare, avvalendosi dell'intelligenza artificiale per incrementare notevolmente 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, il gruppo ha integrato con successo reti neurali artificiali con la spettroscopia a cristalli a raggi X (XCS) per il monitoraggio e il controllo efficiente dei reattori.

La fusione nucleare presenta la sfida di comprendere e controllare il comportamento del plasma, lo stato superriscaldato della materia in cui avvengono le reazioni fusionali. Due parametri chiave - la temperatura degli ioni e la velocità di rotazione del plasma - sono essenziali per mantenere la stabilità del reattore e migliorarne le performance. Tuttavia, misurare questi dati in tempo reale ha sempre rappresentato un significativo ostacolo.

Il team ha sviluppato due modelli di reti neurali: Deep Neural Networks (DNN) e Convolutional Neural Networks (CNN). Entrambi i modelli hanno dimostrato l'abilità di calcolare in tempo reale i profili di temperatura degli ioni e le velocità di rotazione del plasma. I test rigorosi sul dispositivo EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) hanno rivelato che le previsioni degli algoritmi coincidevano con i dati reali.

Il traguardo più sorprendente è stato il miglioramento della velocità fornito dal modello DNN, che risulta oltre 10 volte più rapido rispetto ai metodi tradizionali, fornendo risultati quasi immediati senza sacrificare l'accuratezza. Questa rapidità di elaborazione è fondamentale per ottimizzare il funzionamento del reattore e garantire un efficace confinamento del plasma.

In aggiunta, i modelli CNN si sono rivelati capaci di prevedere accuratamente i profili di velocità di rotazione e generare profili di temperatura degli ioni a livelli radiali specifici. Questa innovazione non è limitata esclusivamente alla fusione: il Professor Lyu Bo ha evidenziato come la tecnologia potrebbe essere adattata ad altri sistemi diagnostici, rivelando il suo potenziale in vari ambiti scientifici.

"La nostra ricerca offre migliori strumenti per prevedere i profili di temperatura degli ioni e le velocità di rotazione nei dispositivi di fusione, creando soluzioni automatizzate per applicazioni più ampie nel campo della fusione" ha affermato Lyu.

Questo progresso segna un passo considerevole verso l'energia da fusione, un obiettivo perseguito da ricercatori di tutto il mondo per sviluppare una fonte energetica pulita e praticamente illimitata. In tale ambito, sapevate che il progetto ITER, il reattore all'avanguardia attualmente in costruzione, prevede una collaborazione internazionale? Di recente, è stato concluso il primo dei cinque segmenti del vessel a vuoto per il reattore sperimentale, realizzato presso Westinghouse Italia a Monfalcone (GO). Questo importante traguardo rappresenta non solo una vittoria per la tecnologia italiana, ma anche un passo significativo verso la realizzazione della fusione nucleare sostenibile.