我国在等离子体智能控制领域取得重要进展

日报记者刘霞10月9日讯，核工业西南物理研究所记者联合浙江大学、之江实验室等单位，在磁约束核聚变智能控制领域取得重要进展。研究团队基于“中国环三号”（HL-3）托卡马克实验数据，成功开发并验证了一套先进的等离子体先进方法，为未来反应堆稳定高效运行探索了新的技术路径。相关研究成果发表在国际领先期刊《自然》旗下核心物理期刊《通信物理》上。托卡马克被认为是第一个受控的核聚变技术，有望实现集成能源的应用。其主要特点是挑战在于对超高等离子体温度的精确约束和长期稳定控制。传统的控制方法高度依赖复杂的物理模型和第一原理模拟器。然而，此类模拟器的计算过程极其及时，难以满足先进控制算法（如强化学习）快速高效训练的需求。因此，开发能够准确预测等离子体动态演化并具有较快计算速度的模型对于实现未来集成装置（如国际热核实验ITER反应堆）的明智运行具有重要意义。 在这项研究中，通讯帮助团队开发了一个完全基于“中国循环3号”历史实验数据的动力学模型。该模型创新性包括长期网络记忆（LSTM）、自刺激等多种先进的人工技术离子机制和计划采样。这有效地解决了长期预测中模型自回归特性带来的积分误差问题。它可以高度准确地预测等离子电流等许多基本参数的演变并进行调整，大大提高了效率。目前，智慧智能体已成功部署到“中国循环三号”等离子体控制系统中，并在真实的物理实验环境中完成了等离子体电流的闭环磁控和参数调节。实验结果表明，该智能体不仅能够准确监测复杂的目标血浆调节，而且在面对实践中未见的新目标控制时表现出极大的“零样本”灵活性和控制稳定性。该研究不仅为“中国循环三号”未来高效运行提供了更快、更好的智能控制解决方案，也提供了重要的理论和实验依据。l 为解决ITER和未来商业聚变反应堆的标准化和自动控制控制问题奠定基础。