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可靠性达99.7%,最短控制周期仅50微秒!“人造太阳”国产控制系统跻身国际领先水平

50微秒有多短?一秒钟有100万个微秒,50微秒仅相当于一秒钟的两万分之一。如今,我国自主研发的“人造太阳”控制系统,最短控制周期已经达到这个数字。

10月27日,第一届核聚变能控制大会暨第五届人工智能在磁约束聚变控制应用会议在合肥开幕。据悉,我国自主研发的“灵枢”等离子体控制系统取得新进展,系统可靠性达到99.7%,最短控制周期仅50微秒,多项性能指标达到国际先进水平,为未来核聚变装置安全、稳定运行提供了重要技术支撑。

“人造太阳”内部的等离子体温度可达上亿摄氏度。如何让如此高温的等离子体长时间稳定运行,是核聚变研究面临的一大难题。

“等离子体就像一匹野马,如果不能很好地驾驭它,就可能失去控制。”中国科学院等离子体物理研究所研究员、合肥综合性国家科学中心能源研究院人工智能与数字孪生中心主任肖炳甲介绍,如果把“人造太阳”比作一辆高速行驶的汽车,那么控制系统就相当于它的“大脑”和“神经中枢”,需要实时掌握运行状态,并根据不同情况采取相应的控制措施。此次大会上介绍的“灵枢”系统,正是我国科研人员自主研发的等离子体控制系统。据大会现场报告介绍,目前,该系统已集成40多种控制算法,能够根据实验装置不同阶段的运行需求,灵活选择控制方式,实现对等离子体的精准调节。

“从可靠性来看,我们已经达到了99.7%;从长时间稳定运行来看,系统已具备超过50小时的运行能力;最短控制周期达到了50微秒。”肖炳甲介绍,国产控制系统的多项性能指标已达到国际领先水平。

这些数字意味着什么?

以50微秒为例,在如此短的时间内,控制系统就能完成一次控制循环,为及时应对等离子体的快速变化提供保障。可靠性和持续运行能力,则关系到控制系统能否长时间稳定工作。

据大会报告介绍,“灵枢”系统已在合肥的全超导托卡马克核聚变实验装置EAST多轮实验中完成应用验证,累计参与超过1万次放电实验,为装置实现高参数、长时间稳定运行提供了支撑。

不过,人工智能并非完全取代传统控制方法。肖炳甲表示,在一些能够通过物理模型准确计算的问题上,传统方法仍然具有可靠性优势。未来需要将物理研究、工程技术与人工智能更好地结合起来,进一步提升聚变装置的控制能力。

据悉,本次大会为期两天,由中国科学院等离子体物理研究所、安徽省聚变产业联合会、中国物理学会等离子体物理分会共同主办。这也是我国聚变控制领域首次举办全国性专题大会。

会议汇聚了国内主要聚变装置团队及相关领域专家,集中介绍EAST、环流器3号、玄龙50U、J-TEXT、SUNIST-2、晨光HOPE等装置的运行控制进展与人工智能应用成果,并围绕聚变控制系统、人工智能应用、数字孪生等方向开展交流,推动聚变控制技术研发与工程应用。

丨编辑:陈萍              责编:祖文婷

丨审核:方安琦

丨来源:安徽新闻联播微信


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