Mentre il concetto di sfruttare la fusione nucleare, il processo che alimenta il sole, per essere utilizzato qui sulla Terra è stato a lungo il "Santo Graal" della scienza dell'energia, è stato a lungo troppo bello per essere vero. La fusione nucleare ha il potenziale per risolvere alcune delle più grandi crisi del mondo: è molte volte più potente della fissione nucleare, può essere prodotta usando solo idrogeno o litio, il che significa che non crea nessuno dei rifiuti radioattivi pericolosi che rendono la fissione nucleare così infame problematico e produce emissioni di carbonio assolutamente zero.
Ma c'è un problema. Nonostante i molti, molti team di scienziati che hanno provato, nessuno ha ancora capito come rendere riproducibile la fusione nucleare su scala commerciale. Questo è stato così difficile da raggiungere perché non è un'impresa facile ricreare artificialmente le condizioni estreme come quelle che si trovano nel nucleo del sole, dove la fusione nucleare avviene naturalmente. Come spiegato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti , "le reazioni alla fusione vengono studiate dagli scienziati, ma sono difficili da sostenere per lunghi periodi di tempo a causa dell'enorme quantità di pressione e temperatura necessaria per unire i nuclei".
Nell'ultimo anno, tuttavia, è diventato sempre più facile credere che la fusione nucleare commercializzata non rimarrà fuori portata per molto più tempo.
Innanzitutto, l'International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), un progetto multinazionale con sede nel sud della Francia, ha annunciato a luglio che il loro team è ora a soli 6,5 anni dal raggiungimento del "Primo Plasma". Ora, proprio questa settimana, i ricercatori hanno annunciato un'altra svolta avvicinandoci a rendere la fusione commerciale una realtà.
Il segreto? Intelligenza artificiale. Un articolo della struttura di supercalcolo Oak Ridge National Laboratory ha riferito mercoledì che "un team di ricercatori ha sfruttato l'intelligenza artificiale basata sul supercomputer nel tentativo di affrontare uno dei problemi chiave con il ridimensionamento dell'energia di fusione".
Quel problema chiave è la questione delicata della gestione del plasma.
Attualmente, nella maggior parte della ricerca sulla fusione nucleare, il plasma viene creato e mantenuto all'interno di un dispositivo chiamato tokamak(definito da Oak Ridge National Laboratory come "dispositivi di fusione magnetici a forma di ciambella che tengono in posizione le reazioni di fusione in modo che il plasma non perda il suo calore o interagisca con i materiali circostanti") ma anche le versioni più all'avanguardia di questi dispositivi hanno ancora molti limiti. "Le instabilità in questo processo (" interruzioni ") consentono al plasma di fuoriuscire, raggiungere le pareti del tokamak, arrestare la reazione e potenzialmente causare danni irreparabili al reattore stesso. Il problema si sta inoltre ridimensionando: più è grande il reattore a fusione, più bassa è la superficie, aumentando il rischio di gravi danni causati da un'interruzione. ”Ciò significa che anche i progetti tokamak più promettenti, come quello massiccio in corso a ITER, non lo sono poi concretamente quanto escono dall'ambito della ricerca e sviluppo, tutt'altro.
Un team di ricercatori, tuttavia, afferma di aver trovato una soluzione alle sfide di ITER attraverso l'implementazione dell'IA e il supercalcolo. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e il Laboratorio di fisica del plasma di Princeton, Bill Tang, hanno condotto un team di ricercatori a esaminare il problema, risultando in uno studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature, dal titolo " Prevedere instabilità dirompenti nei plasmi di fusione controllata attraverso l'apprendimento profondo". In questo studio, Tang afferma che lui e il suo team "mirano a prevedere con precisione il potenziale per eventi dirompenti prima che si verifichino, nonché a comprendere i motivi per cui si verificano in primo luogo".
In questo momento, il supercalcolo utilizzato negli esperimenti di fusione di tokamak non è abbastanza veloce per rilevare queste interruzioni, che si verificano quasi istantaneamente. Per il team di Tang, come sintetizzato dal Oak Ridge National Laboratory, l'obiettivo era quello di trovare un modo per "soddisfare la soglia di previsione di interruzione corretta al 95 percento richiesta dall'ITER Tokamak in costruzione, che sarà il più grande reattore a fusione del mondo". Il team ha ottenuto risultati estremamente promettenti con le GPU Nvidia P100 del supercomputer TSUBAME 3.0 del Tokyo Institute of Technology, nonché con il vertice di supercomputer più potente al mondo. Ciò ha permesso al team di Tang di avanzare dal rilevamento e iniziare a svolgere il compito fondamentale e ancor più difficile di prevenire le interruzioni.
"Con potenti capacità predittive, possiamo passare dalla previsione dell'interruzione al controllo, che è il santo graal nella fusione", ha citato Tang dal Oak Ridge National Laboratory."È proprio come in medicina: prima riesci a diagnosticare un problema, maggiori sono le possibilità di risolverlo."
Con le nuove scoperte annunciate nel campo della fusione in ogni momento, e una ricerca così promettente attualmente in corso, la fusione nucleare sembra non solo una possibilità fantastica, ma un'inevitabile inevitabilità.
