Gaming grafikkort tillader hurtigere, mere præcis kontrol af fusionsenergiforsøg

Atomfusion giver mulighed for en sikker, ren og rigelig energikilde.

Denne proces, som også forekommer i solen, involverer plasma, væsker sammensat af ladede partikler, opvarmes til ekstremt høje temperaturer, så atomerne smelter sammen, frigiver rigelig energi.

En udfordring for at udføre denne reaktion på Jorden er plasmaernes dynamiske karakter, som skal kontrolleres for at nå de nødvendige temperaturer, der tillader fusion. Nu har forskere ved University of Washington udviklet en metode, der udnytter fremskridt inden for computerspilindustrien:Den bruger et gaming -grafikkort, eller GPU, at køre kontrolsystemet til deres prototype fusionsreaktor.

Holdet offentliggjorde disse resultater 11. maj i Gennemgang af videnskabelige instrumenter .

"Du har brug for dette niveau af hastighed og præcision med plasmaer, fordi de har en så kompleks dynamik, der udvikler sig ved meget høje hastigheder. Hvis du ikke kan følge med dem, eller hvis du forudsiger forkert, hvordan plasmaer vil reagere, de har en grim vane med at gå i den helt forkerte retning meget hurtigt, "sagde medforfatter Chris Hansen, en UW senior forsker i luftfarts- og astronautikafdelingen.

"De fleste applikationer forsøger at operere i et område, hvor systemet er temmelig statisk. Højst alt, du skal gøre, er at" skubbe "tingene tilbage på plads, "Sagde Hansen." I vores laboratorium, vi arbejder på at udvikle metoder til aktivt at holde plasmaet, hvor vi vil have det i mere dynamiske systemer. "

UW-teamets eksperimentelle reaktor genererer selv magnetiske felter helt i plasmaet, gør det potentielt mindre og billigere end andre reaktorer, der bruger eksterne magnetfelter.

"Ved at tilføje magnetfelter til plasmaer, du kan flytte og styre dem uden at skulle 'røre' plasmaet, "Sagde Hansen." F.eks. nordlyset opstår, når plasma, der rejser fra solen, løber ind i Jordens magnetfelt, som fanger den og får den til at strømme ned mod polerne. Da det rammer atmosfæren, de ladede partikler udsender lys. "

UW -teamets prototype reaktor opvarmer plasma til omkring 1 million grader Celsius (1,8 millioner grader Fahrenheit). Dette er langt mindre end de 150 millioner grader Celsius, der er nødvendige for fusion, men varmt nok til at studere konceptet.

Her, plasmaet dannes i tre injektorer på enheden, og derefter kombineres og organiseres disse naturligt i en doughnutformet genstand, som en røgring. Disse plasmaer varer kun et par tusindedele af et sekund, derfor skulle teamet have en højhastighedsmetode til at kontrollere, hvad der sker.

Tidligere har forskere har brugt langsommere eller mindre brugervenlig teknologi til at programmere deres kontrolsystemer. Så teamet henvendte sig til en NVIDIA Tesla GPU, som er designet til maskinlæringsapplikationer.

"GPU'en giver os adgang til en enorm mængde computerkraft, "sagde hovedforfatter Kyle Morgan, en UW forsker i luftfarts- og astronautikafdelingen. "Dette ydelsesniveau blev drevet af computerspilindustrien og, for nylig, maskinelæring, men dette grafikkort giver også en virkelig god platform til at kontrollere plasmaer. "

Brug af grafikkortet, holdet kunne finjustere, hvordan plasmaer kom ind i reaktoren, give forskerne et mere præcist billede af, hvad der sker, når plasmaerne dannes-og i sidste ende muligvis give teamet mulighed for at oprette længere levende plasmaer, der fungerer tættere på de betingelser, der kræves for kontrolleret fusionskraft.

"Den største forskel er for fremtiden, "Sagde Hansen." Dette nye system lader os prøve nyere, mere avancerede algoritmer, der kunne muliggøre betydeligt bedre kontrol, som kan åbne en verden af ​​nye applikationer til plasma- og fusionsteknologi. "