NVIDIA ще помогне за запалването на изкуствено слънце на Земята
Nvidia си партнира с General Atomics, Калифорнийския университет в Сан Диего, Националната лаборатория Аргон и Националния теоретичен център за енергийни проучвания (NERSC), с цел да създаде високоточен дигитален близнак на термоядрен реактор за следени проучвания на термоядрената сила благодарение на изкуствен интелект. Виртуалният близнак ще приближи момента на изграждане на действителен реактор, като понижи разноските и времето.
Въпреки десетилетията старания на учени от доста страни, практическият термоядрен реактор (или изкуственото слънце на Земята) остава далечна фантазия.
При земните условия е невероятно да се сътвори налягането, от което се нуждаят водородните атоми в звездата, с цел да се слеят и да синтезират хелиев атом. Затова би трябвало да се усили нагряването на плазмата (йонизираните водородни ядра) с цел да се усилят възможностите за синтез, като се преодолее Кулоновото отбиване сред ядрата. Температурата на плазмата в реакторите за термоядрен синтез би трябвало да се приближава или даже да надвишава 150 000 000 градуса по Целзий – т.е. 10 пъти по-висока от тази в ядрото на Слънцето. При такива условия плазмата е извънредно нестабилна и нейното удържане се трансформира в първостепенна задача, която ще бъде решена от изкуствения разсъдък на цифровия близнак на реактора.
Цифровият близнак ще бъде основан на платформата Omniverse на Nvidia благодарение на CUDA-X. Платформата ще разреши моделиране на държанието на плазмата в действително време, което ще понижи продължителността на симулациите от седмици на секунди.
За тази цел на суперкомпютрите Polaris (в ALCF) и Perlmutter (в NERSC) са подготвени и три AI заместителя – опростени модели, които симулират държанието на плазмата при избрани условия. Те ще дават прогнози за държанието на плазмата за по-точно ръководство на реактора в действително време. На първо място, по този начин ще се избегнат неточности, които могат да повредят реактора. Второ, такива прогнози ще оказват помощ за унищожаване на неверни и безизходни решения, като по този метод ще се понижи продължителността на изследователските цикли.
Създаден в партньорство сред Nvidia и научни екипи, цифровият близнак на термоядрения реактор DIII-D ще получава данни от датчиците на действителния реактор, които по-късно се употребяват за симулации, включващи набор от модели и заместващи AI: EFIT – за оценка на равновесието на плазмата, CAKE – за установяване на границите ѝ, ION ORB – за пресмятане на плътността на топлинния поток от йони. Всички данни са обединени в една интерактивна среда, основана на Nvidia RTX PRO и DGX Spark. Платформата Omniverse обезпечава динамично взаимоотношение, а CUDA-X – изчислително ускоряване. Системата се синхронизира с физическия реактор, което разрешава на 700 учени от 100 организации да организират смели опити във виртуална среда – без риск от последици.
Резултатът от плана е нещо като „ термоядрен ускорител “, който съчетава физика, калкулации и логаритми за проучвания в действително време, прогнози и оптимизация на дизайна на реактора.
