#話都給我講就好系列-50-20190522
利用 #人工智慧 繼續推進 #核融合技術！這可是物理界的大事！
我們在本系列第24話報導過，#普林斯頓電漿物理研究所，利用人工智慧取代#物理學第一原理計算，可以即時預測「電漿崩潰」發生的可能性，讓核融合爐能及時應變。今天要講的是一樣利用人工智慧取代物理引擎，計算「#中性束注入」（neutral beam injection，NBJ）對核融合爐中電漿的影響。
中性束注入是核融合過程中重要的一環，將高速的中性原子束注入拘束在環形磁場內的電漿，以將其動能來轉移給電漿，逐步將電漿升溫到核融合反應所需的溫度。中性束可以保持系統的電中性，不過中性粒子不容易加速，怎麼辦呢？
其實也很簡單：先利用微波將原子游離變成電漿（電子＋正離子），然後利用電場將正離子加速（電子會往反方向跑就不理他們了），速度夠了之後注入電子讓正離子捕捉，變回電中性的原子，就可以注入融合爐了。中性束進入電漿之後會發生碰撞，就可以把中性束的動能轉移給電漿，在劇烈的碰撞過程中，中性束內原子的電子也會被撞掉，變成爐內電漿的一部份，所以溫度、電漿密度就都升高了！
此時腦中浮現的畫面是「#科學小飛俠」裡的 #二號大明 每一集都要發射（沒什麼鳥用的）#神鳥飛彈，手高高舉起敲在按鈕上，按鈕上還都會有個玻璃蓋子就會被敲破（所以每一集都要換個蓋子），只是這時候要叫的是：「發射！Neutral……BEEEAAAMU!」這樣注入中性束才夠迫力！（我居然花這麼多篇幅寫這個…）
總之這是個重要步驟，對於融合爐升溫、保持穩定性至關重要，所以物理學家在做實驗前都會做很多模擬，找出最佳的注入時機與條件。有個專用的計算軟體叫做 #NUBEAM，可以算得很好，缺點只有一個：太慢了！算一輪要花數分鐘的時間，沒有辦法根據爐內的狀況做出及時的反應，以最佳時機與條件注入中性束。
跟上次一樣來自，普林斯頓電漿物理研究所的M.D. Boyer研究團隊，開發了一個人工智慧 #NuBeamNet，利用NUBEAM的計算結果作為資料集，來訓練NuBeamNet，然後用NuBeamNet取代NUBEAM做計算模擬，結果相當吻合，重點是本來耗時數分鐘的計算，現在只要 150 微秒（0.00015秒）！如此一來，就可以在人工智慧的協助下，以更好的方式來控制核融合爐了！
去吧！Neutral……BEEEAAAMU!
前情提要：https://www.facebook.com/THUPhys1955/posts/2288190041201581
Phys.org 報導：https://phys.org/…/2019-05-machine-aimed-capturing-fusion-e…
Nuclear Fusion論文：https://iopscience.iop.org/ar…/10.1088/1741-4326/ab0762/meta
#超中二物理系主任雜記
#等我征服世界就把電漿物理學列為全人類必修
#生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關
#話都給我講就好其之50
圖一：「The power of the sun ... in the palm of my hand」在家裡製作人工太陽（也是核融合）的八爪博士，是「實驗一時爽，全家火葬場」血淋淋的案例，請各位注意實驗室安全（來源：MARVEL）
圖二：「發射！Neutral……BEEEAAAMU!」想像圖。畫面上有特別註明，這次這隻手是一號鐵雄的不是二號大明…（來源：龍之子）
圖三：普林斯頓電漿物理研究所的核融合裝置：National Spherical Torus Experiment Upgrade，簡稱NSTX-U（來源：普林斯頓電漿物理研究所）
圖四：NSTX-U首次運轉取得的電漿照片（來源：普林斯頓電漿物理研究所）
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