إنجاز للذكاء الاصطناعي يسهل استغلال الطاقة المتجددة

اختراق علمي يسمح للطاقة النظيفة شبه اللامتناهية الناتجة من الاندماج النووي بأن تتجاوز صعوبات إدماجها في شبكات خطوط الكهرباء

اندبندنت عربية / أنتوني كاثبرتسون صحافي @ADCuthbertson

لجأ علماء لاستخدام الذكاء الاصطناعي من أجل اجتياز تحد ضخم حول كيفية إنتاج كميات شبه لا نهائية من الطاقة النظيفة الناجمة عن الاندماج النووي. [يحدث الاندماج النووي عبر إرغام أنوية ذرات الهيدروجين على الاندماج مع بعضها بعضاً، فيتكون غاز الهيليوم المؤلف من ذرتي هيدروجين متداخلتين معاً، ويصدر عن ذلك طاقة هائلة توصف بأنها نظيفة لأنها لا تأتي مترافقة مع إشاعات، على غرار ما يحصل عند انشطار اليورانيوم المخصب في الانفجار الذري].

إذ توصل فريق من جامعة برينستون الأميركية إلى إيجاد طريقة في استخدام نموذج رقمي ولده الذكاء الاصطناعي بهدف توقع الاختلالات في البلازما الذرية التي تنتج في مفاعلات الاندماج النووي، والحيلولة دون وقوع تلك التخلخلات أيضاً. [تشير عبارة البلازما الذرية إلى مجموعة من المكونات الدقيقة ما تحت الذرية التي ترافق عملية تفجر الذرات وأنويتها، سواء في الاندماج أو الانشطار النوويين].

وكثيراً ما امتدح الاندماج النووي بوصفه “الكأس المقدسة” للطاقة النظيفة بسبب قدرته على توليد كميات هائلة من الطاقة من دون استعمال وقود أحفوري أو مراكمة نفايات مؤذية. وتشبه عملية الاندماج النووي التفاعلات التي تحصل طبيعياً داخل الشمس، إلا أن ترويض تلك الطاقة أثبت دوماً أنه أمر عسير.

وفي عام 2022، توصل فريق من “مختبر لورانس ليفرمور الوطني” في كاليفورنيا إلى تحقيق أول كسب صافي في الطاقة أثناء عملية الاندماج النووي، بمعنى أنهم تمكنوا من توليد طاقة تفوق تلك التي استخدموها في تحقيق عملية الاندماج النووي. لم تزد تلك الطاقة الصافية عما يكفي لتسخين ماء في إبريق معدني، لكنها شكلت حجر علامة بارزاً في الطريق إلى تحقيق طاقة اندماج نووي صافية على مستوى مرتفع. [يلزم طاقة ضخمة لإرغام نواتين من غاز الهيدروجين على الاندماج معاً، من دون احتراقهما. وينجم عن ذلك طاقة ضخمة. ويكون التفاعل مجدياً إذا فاقت الطاقة الناجمة عن الاندماج تلك المستخدمة في إحداثه].

ومن ثم، يعتبر الإنجاز الأخير، أن عقبة أخرى على ذلك الدرب قد أزيلت، بفضل تمكن الذكاء الاصطناعي من التعرف إلى اختلالات في البلازما النووية قبل حدوثها فعلياً بنحو 300 ميللي ثانية. وتكفي تلك الهنيهة لإدخال تعديلات تضمن بقاء البلازما تحت السيطرة.

ووفق فريق البحاثة نفسه، من شأن هذا التفهم الجديد فتح الطريق أمام إدخال طاقة الاندماج النووي في شبكات الكهرباء التقليدية.

وبحسب رئيس ذلك الفريق البحثي، إيغمن كولمان، فإن “الذكاء الاصطناعي استطاع، عبر التعلم من تجارب سابقة، بدلاً من تجميع معلومات من نماذج مستندة إلى علم الفيزياء، التوصل إلى تطوير سياسة سيطرة نهائية من شأنها دعم نظام بلازما مرتفع الطاقة ويعمل بالوقت الحي المباشر في مفاعل نووي فعلي”. ويعمل كولمان خبيراً في الفيزياء ضمن “مختبر برينستون لفيزياء البلازما” حيث حدث الاختراق العلمي المشار إليه آنفاً.

ونشرت نتائج البحث الجديد في مجلة “نايتشر” العلمية الأربعاء الماضي، بورقة عنوانها “تجنب الاختلالات الممزقة لبلازما الاندماج النووي بفضل التعلم العميق المعزز”.

وكذلك صرح المؤلف المشارك لتلك الدراسة، سانكيون كيم، “أن القدرة على توقع الاختلالات قبل حدوثها تسهل عملية التحكم بتلك التفاعلات بأكثر مما يحصل بواسطة المقاربات المتعمدة الآن التي تتسم بكونها أكثر طواعية”.

وأضاف سانكيون، “لم نعد مجبرين على انتظار حدوث الاختلالات كي نجري الأفعال اللازمة لتصحيحها، قبل أن تصاب البلازما بالاضطراب”.

© The Independent

المزيد عن: الاندماج النوويشبكات الكهرباءالذكاء الاصطناعي التوليديالطاقة النظيفة