新一代人造太阳“中国环流三号”的新一轮物理实验,以及数字孪生系统的首次投入使用,标志着中国在核聚变研究领域迈出了重要的一步。以下是对这一进展的一些点评:
1. 真空度提升:通过数字孪生系统的精准监测,真空室烘烤过程取得了显著成效,真空度提升了约一个数量级,这对于等离子体运行环境至关重要。
2. 高约束模式运行:中国环流三号在2023年8月首次实现1兆安培等离子体电流下的高约束模式运行,新一轮试验将挑战更高的电流和温度目标。
3. 极限真空环境:为了实现等离子体粒子的高速运动,需要极限接近真空的环境,以减少大气分子的碰撞,保持粒子动能。
4. 设备安全性:在极端条件下,对设备安全性的要求极高。数字孪生系统的应用,使得设备在高温烘烤时的安全性得到了更好的保障。
5. 人工智能技术的应用:数字孪生系统在虚拟空间构建了一个与物理实体完全一样的数字模型,实现了对真空室烘烤过程的全方位实时精准监测。
6. 数据样本量的挑战:由于烘烤过程运行时间有限,数据样本量不足成为挑战。团队通过仿真技术生成大量虚拟数据集,解决了模型训练的数据问题。
7. 智能算法的应用:依托先进智能算法,团队创建的模型能够推导出各个点温度的规则,模拟出整个真空室的温度分布,实现虚拟与现实的同步。
8. 可视化与操控:通过三维渲染实现的可视化让实验进程更易操控,提高了实验的效率和安全性。
9. 理论研究的支持:数字孪生系统不仅能够提供实时数据,还能为理论研究提供丰富的数据和资料。
10. 未来展望:数字孪生技术的应用不仅限于温度监测,还将扩展到应力、位移等不同参数的模拟,为聚变堆的研究提供更全面的技术支持。
“中国环流三号”的这一进展,展示了中国在核聚变研究领域的技术实力和创新能力,为实现受控核聚变反应的目标提供了有力支持。数字孪生系统的成功应用,预示着未来在核聚变研究中,人工智能和大数据技术将发挥越来越重要的作用。