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AI又立大功！精准预测核聚变成功，清洁能源未来更近了

健康生活 2025年08月17日 22:24 1 admin
AI又立大功！精准预测核聚变成功，清洁能源未来更近了

当人类还在为可控核聚变的实现绞尽脑汁时，人工智能已经悄悄成为了科研人员的“神助攻”。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们开发的深度学习模型，不仅成功预测了2022年国家点火装置（NIF）的核聚变实验结果，给出74%的点火成功概率，其覆盖参数的广度和精确度，甚至超过了传统超级计算方法。这一突破，让我们离商业化核聚变能源的梦想又近了一步。

为什么核聚变如此重要？

目前我们依赖的核电站，大多利用核裂变原理——通过分裂铀等重原子释放能量。但核裂变不仅能量产出有限，还会产生有害的放射性废料。而核聚变则完全不同：它通过氢的同位素氘和氚的融合释放能量，不仅产能效率更高，几乎不产生放射性副产物，堪称“终极清洁能源”。

不过，实现可控核聚变绝非易事。以NIF的实验为例，整个过程就像一场精密的“宇宙级烹饪”：先用激光加热一个黄金制成的“黑腔”，让它产生强大的X射线流；这些射线再压缩燃料球，触发氘和氚的聚变反应。理想状态下，反应产生的能量会超过激光消耗的能量——但这一步，至今仍是科研人员需要攻克的难关。

AI如何帮人类“驯服”核聚变？

传统上，科学家依赖超级计算机模拟核聚变过程，但这种方法有明显短板：为了计算可行，模拟往往需要简化，容易引入误差；而且一次模拟可能要花数天时间，效率低下。

研究团队的凯利·汉伯德打了个形象的比方：“实现核聚变就像攀登一座高耸而未知的山峰，传统计算机模拟就像一张‘不完美的’地图，可能充满错误。”

而新开发的AI模型，则像一位经验丰富的向导。它整合了NIF过往的实验数据、高保真物理模拟结果，甚至领域专家的经验，构建出一个全面的数据集。研究人员用超级计算机对这些数据进行分析，光CPU就跑了超过3000万个小时，最终让模型“学会”了判断实验成功的关键。

汉伯德解释：“模型涵盖了所有我们观察到的内爆方式——有时激光发射不如预期，有时目标本身存在缺陷。它能接受现实中的不完美，并据此做出判断。”

从50%到70%，AI让每一步都更精准

最让人兴奋的是，这个AI模型已经在实际实验中证明了价值。2022年的一次核聚变实验前，模型提前评估了实验设计，准确预测了结果。经过调整后，其预测准确率从最初的50%提升到70%，为科研人员节省了大量时间和资金。

更重要的是，它能“明确地为未来的实验做出选择，从而每次都能最大化成功的概率”。这意味着，科研人员不必再盲目尝试，而是可以根据AI的建议，有针对性地优化实验方案。

汉伯德坦言，核聚变研究已经持续了几十年，过程中充满了失败：“即使有时我们只得到1兆焦耳的能量而非2兆焦耳，也不应沮丧——不久前我们才只能得到10千焦耳，这已经是巨大的进步。”

如今，有了AI的助力，这场攀登“清洁能源高峰”的征程，无疑会更高效、更精准。或许在不远的将来，核聚变就能真正走进现实，为人类提供取之不尽的清洁能源——而这一天的到来，AI功不可没。

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