热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

普林斯顿实验室:用AI攻克聚变能源商业化五大难题

2026-03-20 09:43          核技术美国

在美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室成立75周年之际,该机构发布报告,宣布正深度融合其数十年的等离子体物理研究积累与前沿人工智能(AI)技术,系统破解聚变能源商业化的核心挑战,加速推进可控核聚变从科学迈向实用。

1. AI优化设计与主动控制

实验室将AI深度融入其传承数十年的“代码炼金术”,以优化聚变装置设计。AI系统已能在实验中提前预测等离子体的突发不稳定性,并实现主动闭环控制,维持稳定运行。同时,AI驱动的“数字孪生”技术可快速优化装置(如仿星器)的磁体设计,大幅提升设计效率。

2. 预测稳定性确保运行安全

通过开发先进的磁流体动力学代码(如M3D-C1),实验室致力于分析和预防可能摧毁等离子体约束的大尺度不稳定性与破裂事件。这些高可信度模拟已成为私营公司(如Commonwealth Fusion Systems)验证其创新设计的关键工具。

3. 模拟整体性能与能量流动

TRANSP代码作为全球行业标准,用于模拟和理解整个等离子体中热量、粒子与动量的传输过程。这种从核心到边缘的整体性能模拟,是评估和优化任何聚变装置性能不可或缺的环节。

4. 攻克湍流以降低成本

等离子体中的微观湍流会导致能量快速损失,迫使聚变堆必须建造得更大、更昂贵。实验室的XGC代码是世界上最先进的湍流模拟工具,其模拟结果已直接影响国际热核聚变实验堆(ITER)的工程设计,为未来建造更紧凑、经济的聚变电站奠定理论基础。

5. 从代码传承到智能新纪元

实验室在聚变计算领域的领导地位源于75年的持续创新。从最初的基础模拟,到今天用AI实时控制亿度等离子体,并通过国家级AI计划整合超级算力与实验设施,这场“数字长征”正进入以智能加速的新阶段,目标始终如一:将聚变能从科学可行性,推向工程与经济的可行性。


推荐阅读

PPPL将为法日聚变装置WEST与JT - 60SA配备必要测量设备

4月2日消息,由美国能源部牵头,普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的路易斯·德尔加多 - 阿帕里西奥将领导一个项目,为法国稳态托卡马克钨环境(WEST)装置和日本JT - 60SA这两个甜甜圈形状的聚变装置提供必要测量设备。从左至右:詹姆斯·巴顿、路易斯·德尔加多-阿帕里西奥、卡贾尔·沙阿、小野正幸、桑尼·尼胡斯和贾斯敏·托马斯与装有普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)X射线成像晶体光谱仪的运输箱合影,该系统即将空运至日本。(图片来源:... 2026-04-03

SpectronRx获8500万美元投资 拟扩大医用同位素产能

近日,SpectronRx从投资公司OrbiMed获得8500万美元投资,这笔资金将用于扩大其医用同位素的生产和制造能力。投资将主要用于支持SpectronRx位于印第安纳州格里索姆航空园区的基础设施建设,扩建消息与两月前公布。该园区占地34英亩,拥有约20万平方英尺的生产空间,目前每年可生产超过30万剂患者用药。公司表示,其长期扩建计划完成后,该园区可提供超过100万平方英尺的生产空间。SpectronRx的同位素产品组合丰富,涵盖锕 - 225、铜 - 64、镥 - 177... 2026-04-03

NANO Nuclear提交微型反应堆建造许可申请

4月2日消息,先进核能和微型反应堆开发商NANO Nuclear Energy宣布,已向美国核管理委员会(NRC)提交其KRONOS MMR™微型反应堆的建造许可申请(CPA)。该申请由NANO Nuclear在伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校(U. of I.)KRONOS MMR™部署项目的合作伙伴格兰杰工程学院正式提交。NANO 核能公司的 KRONOS MMR ™ 能源系统在伊利诺伊大学校园的效果图。此次提交后,NANO Nuclear成 2026-04-03

ITER项目MCTB冷态磁体测试电源系统成功投运

ITER项目MCTB冷态磁体测试电源系统现场验收测试圆满成功。该项目由荣信汇科电气股份有限公司(RXHK)、中国科学院等离子体物理研究所(ASIPP)和合肥荣科恒阳电源科技有限公司(RHR)三家承包商联合交付。在ITER磁体低温测试设施中,需要将超导磁体冷却至4 K(-269 °C)的极端低温。同时,需要一套大功率输出与精确控制能力的电气系统输送高达68 kA的电流,用于模拟托卡马克运行时超导磁体所需承受的电磁应力与热负荷条件。这一能力是开展磁... 2026-04-03

CFS与Realta携手,共同推进磁镜聚变能商业化

2026年4月2日,美国聚变能源领域迎来一项重要合作。专注于磁镜聚变技术路线的Realta Fusion宣布,与高温超导磁体技术的领先企业Commonwealth Fusion Systems(CFS)达成长期战略合作。根据这项潜在价值达数十亿美元的协议,CFS将为Realta的聚变示范装置及未来电站研发制造核心超导磁体,助力其加速商业化进程。此次合作的核心内容,是CFS将利用其在高温超导磁体方面的专业能力,为Realta的CoSMo聚变™能源系统提供磁体设计、制造与部署的全... 2026-04-03

阅读排行榜