麻州加速核能与聚变发展

Massachusetts州州长Maura Healey希望加快该州在裂变和聚变领域的领导地位，并于本月早些时候要求University of Massachusetts–Lowell制定路线图，以支持该州先进核能和聚变能源的研究、制造和部署，以"经济、可靠和可持续地"满足新英格兰地区日益增长的电力需求。

Massachusetts目前拥有两座研究堆，分别位于UMass Lowell和Massachusetts Institute of Technology。该州还拥有MIT的等离子体科学与聚变中心以及Commonwealth Fusion Systems，后者于2018年从MIT分离出来，现正在其位于Devens的总部开发紧凑型托卡马克磁约束聚变电站，首次部署将在Virginia州进行。MIT继续支持CFS，最近开发了一种机器学习模型来管理托卡马克中的等离子体破裂。

路线图细节：在UMass Lowell，核工程教授、Francis工程学院研究副院长、前核工程系主任组织主席Sukesh Aghara将在未来四个月内领导路线图的制定。

UMass Lowell计划与UMass系统、工业界、政府和社区的各个利益相关方接洽，以"评估现有能力，识别关键差距，并确定Massachusetts在塑造该州和地区先进核能和聚变能源生态系统方面的领导机会"。路线图将概述利用Massachusetts现有创新生态系统的步骤，扩大劳动力发展计划以支持长期行业增长，制定包容性社区参与策略，并与其他新英格兰州协调规划工作。路线图不会考虑具体厂址或重启退役设施，而是作为未来立法、监管和投资决策的基础文件。

在最近为《核新闻》撰写的特邀文章中，Aghara写道："在一个经济的清洁能源既是经济需要也是环境需要的时代，Massachusetts州有机会不仅通过立法，而且通过州领导与世界一流大学之间的伙伴关系来发挥领导作用。"

MIT新的聚变研究：10月7日，MIT宣布，在CFS部分支持下，MIT PSFC的研究开发了一种新的等离子体动力学模型，可以提高磁约束聚变电站在等离子体不稳定后关键停机时刻的可靠性。

不稳定的等离子体可能会损坏机器内部的面向等离子体壁，而矛盾的是，为了规避损坏而停机等离子体可能会突然导致破裂，使等离子体不稳定并导致需要耗时修复的损坏。

MIT开发了一种预测等离子体在停机期间行为的方法，该方法在本周发表在《自然通讯》的一篇开放获取论文中进行了描述。据MIT称，该团队将机器学习工具与基于物理的等离子体动力学模型相结合来模拟等离子体行为，使用来自瑞士实验托卡马克的等离子体数据对模型进行训练和测试。他们发现该方法使用相对较少的数据快速"实现了高精度"。

典型的机器学习应用依赖于通过检测大数据集中的异常来逐步微调模型的神经网络。研究人员通过将神经网络应用于现有的基于物理的等离子体动力学模拟来节省时间。通过结合机器学习和基于物理的等离子体模拟，团队可以用较小的数据集获得结果："仅需几百个低性能脉冲和少量高性能脉冲"。

他们用于新研究的数据来自TCV，即由瑞士洛桑联邦理工学院瑞士等离子体中心运行的"可变配置托卡马克"。

"要使聚变成为有用的能源，它必须是可靠的，"主要作者Allen Wang说，他是MIT PSFC破裂研究组的航空航天研究生。"要可靠，我们需要擅长管理等离子体。"

管理体现在研究人员开发的一种算法上，该算法将模型的预测转化为一组"轨迹"或指令，例如让托卡马克控制器调整磁体或温度以维持等离子体稳定性。通过在几个TCV运行中实施该算法，研究人员发现它"产生了安全停机等离子体脉冲的轨迹，在某些情况下比不使用新方法的运行更快且无破裂"。