Működő fúziós reaktor? Hamarabb is jöhet, mint gondolnád
Az első működő termonukleáris fúziós reaktor akár már 2025-ben megnyithatja kapuit. A fúziós erőmű megvalósításának évtizedek óta fennálló problémáját most a mesterséges intelligencia segítségével oldhatják meg a kutatók.
Végtelen mennyiségű energia
2025-re, azaz mindössze 5 éven belül fúziós reaktorok termelhetik energiánkat – legalábbis ezt mondja a TAE, az egyik kaliforniai cég, amely a fúziós probléma megoldásán, és annak kereskedelmi hasznosításán dolgozik. És hogy ez miért olyan nagy szám? Nos, első ok: a működő fúziós reaktorok ötlete lassan egy évszázada foglalkoztatja fizikusok ezreit világszerte – ennek sikeres megvalósítása óriási lépés lenne a tudomány számára. Második ok: a fúziós energia a teljes energiakrízist meg tudná oldani, hiszen a fúzió során keletkező energia majdnem végtelen mennyiségű.
Így már talán érthető, hogy miért is lenne olyan jelentős áttörés, ha mindössze fél évtizeden belül ez valóra válhatna. Egy kérdés azonban még mindig válaszra vár: mi változott, hogy hirtelen ilyen nagyot léptünk előre?
Röviden és tömören: a mesterséges intelligencia és a machine learning (magyarul gépi tanulás) fejlődése, amely technológiák előrehaladása már a fúzióval kapcsolatban is segíti a fizikusok munkáját. A Forbes szerint, a TAE-t például a Google támogatja abban, hogy a legmodernebb AI technológiát tudják alkalmazni kutatásuk során. De nem csak a TAE ilyen optimista a sikerük időzítésével kapcsolatban – az MIT egyik kutatócsapata egy kicsivel későbbre, 2028-ra ígéri az ő működő rendszerüket.
Miért nem sikerült eddig a fúziós reaktor megalkotása?
A fúziós erőmű két atom fúziója során felszabaduló energiát használja fel – ez az a folyamat, ami minden eddig ismert technológiánál több energiatermelésre lenne képes. Ezt a fúziós reakciót figyelhetjük meg a csillagoknál, így a mi Napunkban is. Itt az óriási nyomás és hő hatására (kb. 15 millió Celsius fok vagy 27 millió Fahrenheit) két hidrogén molekula fúziója megy végbe. Az eredmény egy hélium molekula lesz – no, meg annyi energia, amit Földön még soha sem sikerült elő állítani.
De miért nem lehet ezt megismételni a Földön? Ha tudjuk, hogyan működik a folyamat, akkor mi a probléma?
A probléma főként a gravitációban rejlik – a Nap tömege ugyanis többszöröse a Földének, így a gravitáció is sokkal nagyobb, mint bolygónkon. Az itteni sokkal alacsonyabb gravitációs erőt nehéz kompenzálni a Földön zajló fúziós kísérletek során. Ezt a hőmérséklet növelésével lehetne kiküszöbölni, azonban így több száz millió fokos környezetet kellene biztosítani a kísérlet során. Ennek elérése viszont több energiát igényelne, mint amennyit maga a fúzió termel.
AI és machine learning: a gépi tanulás lehet a megoldás kulcsa
Hogy lehet ezt akkor megoldani? Nos, az első megoldás egyértelmű: az egyik kedves fizikusunkat ma este álmában meglátogatja múzsája, felkiált, hogy Heuréka!, és holnap ezen isteni szikra hatására megoldja az évszázados problémát.
Második, talán kissé realisztikusabb megoldás: az AI és a machine learning. A fizikusok és tudósok kísérletei ugyanis általában rendkívül összetettek. Ezeknek átvizsgálása, a hibák keresése és az adatok elemzése emberfeletti feladat még a hozzáértőknek is. Az adatok analizálásban azonban óriási segítséget nyújthatnak a gépek, hiszen sokkal gyorsabban és effektívebben tudják elemezni ezeket az óriási adathalmazokat.
Természetesen ez nem jelenti azt, hogy a 2025-ös évre az összes probléma megoldódik. Bár az AI technológia óriási fejlődést mutatott az elmúlt években, a fúziós reaktorok lassan egy évszázada fennálló kérdése még lehet, hogy így is kemény diónak bizonyul majd.
