Open data: de sleutel tot het oplossen van het probleem van kernfusie?

Het onderzoek naar kernfusie, dat een revolutie teweeg zou kunnen brengen in de energieproductie, heeft een nieuwe stap gezet dankzij financiering door het Amerikaanse ministerie van Energie. uitleg.

daar Kernfusie Het is het proces waarbij twee lichte atoomkernen samensmelten tot een zwaardere kern, waarbij enorme hoeveelheden energie vrijkomen. De zon en alle sterren worden aangedreven door kernfusie, waardoor dit de voorkeursmethode is voor het opwekken van energie in het universum.

Recente ontwikkelingen op het gebied van fusieonderzoek hebben de regering van de Verenigde Staten ertoe gebracht een centrum op te richten “Een gedurfde visie op commerciële fusie-energie” En de explosieve groei van de mondiale smeltindustrie.

Om de ontwikkeling van kernfusiereactoren op aarde te versnellen, heeft het Amerikaanse ministerie van Energie gekozen voor een samenwerking van onderzoekers van over de hele wereld Massachusetts Institute of Technology (als leider), wieAuburn Universiteiten The College of William & Mary, University of Wisconsin-Madison, en de HDF Group ontvangen bijna $ 5 miljoen aan financiering.

Het project zal bestaan ​​uit het ontwikkelen van een platform waar data van verschillende fusie-apparaten, incl Compacte Ring-hybride (CTH) in Auburn, zal het beheerd worden volgens de normen “Gemakkelijk te vinden, interoperabel, toegankelijk en herbruikbaar” (FAIR) en aanbevelingen“open wetenschap” (OS) van UNESCO.

De gegevens zullen ook worden aangepast voor gebruik met machine learning (ML)-tools.

Consolideer en deel gegevens om de ontdekking te versnellen

De databases van het platform zullen worden gebouwd met behulp van MDSplusML, een verbeterde versie van de open-source MDSplus-software die in de jaren tachtig door onderzoekers van het Center for Plasma and Fusion Sciences van MIT werd ontwikkeld om de resultaten van de Alcator C-experimenten te catalogiseren.

Tegenwoordig gebruiken bijna 40 onderzoeksinstituten voor fusies MDSplus om hun fusiegegevens op te slaan en er externe toegang toe te bieden. De release van MDSplusML zal de vrije uitwisseling van gegevens en modellen tussen instellingen mogelijk maken, waardoor de vooruitgang in het fusieonderzoek wordt versneld.

Interdisciplinair en samenwerkingsproject

Naast dat het een zakelijke samenwerking is tussen vier universiteiten en een industriële partner, omvat het project ook een sterke focus op de ontwikkeling van het personeelsbestand. Met vier vrouwelijke wetenschappers op de vijf hoofdonderzoekers hoopt het team diversiteit bij de volgende generatie fusiewetenschappers te inspireren en aan te moedigen.

Om deze realiteit werkelijkheid te maken, wordt elk jaar van het project a College van Willem en Maria Er zal een zomerschool plaatsvinden waar studenten leren hoe ze machinale leertechnieken kunnen gebruiken bij fusieonderzoek.

Over de rol van divers leiderschap zegt MIT-hoofdonderzoeker Dr. Cristina Rea:Het is zeer de moeite waard om de kans te krijgen om zo’n belangrijk project te leiden, en ik voel een verantwoordelijkheid om te laten zien dat vrouwen leiders zijn in STEM. We hebben een geweldig team, zeer gepassioneerd over het verbeteren van ons fusie-ecosysteem en het helpen de kracht van fusie werkelijkheid te maken.“

Focus op MDSplusML

MDSplusML is een open source programma ontwikkeld door de wetenschappelijke gemeenschap voor de analyse en verwerking van gegevens uit gecontroleerde thermonucleaire fusie.

Enkele kenmerken:

• MDSplusML is open source-software, wat betekent dat de broncode door iedereen vrij toegankelijk en gewijzigd kan worden. Dit is het tegenovergestelde van propriëtaire software waarvan de broncode gesloten is, zoals Microsoft Windows.
• Zoals veel open source-software is het gezamenlijk ontwikkeld door een wetenschappelijke gemeenschap die gespecialiseerd is in gecontroleerde thermonucleaire fusie.
• De broncode is vrij beschikbaar onder een open source-licentie, waardoor iedereen deze vrijelijk kan gebruiken, wijzigen en herdistribueren.
• MDSplusML maakt de analyse en verwerking van grote hoeveelheden complexe gegevens uit thermonucleaire fusie-experimenten mogelijk. Het biedt statistische analyse- en machine learning-tools speciaal voor dit vakgebied.
• Omdat het open source is, profiteert MDSplusML van voortdurende verbeteringen die door de wetenschappelijke gemeenschap worden aangebracht. Het onderhoud en de ontwikkeling ervan zijn niet afhankelijk van één bedrijf.
• Bovendien maakt het feit dat de code open is het mogelijk om de kwaliteit van de software te controleren en te verbeteren door middel van peer review. Het is een garantie voor transparantie en duurzaamheid.

synthetisch

Dit samenwerkingsproject, gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Energie, heeft tot doel de ontwikkeling van kernfusie als schone en duurzame energiebron te versnellen. Door onderzoeksdata te standaardiseren en te delen volgens open standaarden, gebruik te maken van kunstmatige intelligentie en diversiteit te bevorderen, zal het snellere vooruitgang op dit veelbelovende terrein mogelijk maken.

Voor een beter begrip

Wat is het doel van dit onderzoeksproject?

Het doel is om de ontwikkeling van kernfusiereactoren op aarde, die schone en duurzame energie kunnen produceren, te versnellen.

Door onderzoeksdata te standaardiseren en te delen volgens open standaarden, aan te passen aan kunstmatige intelligentie en diversiteit en samenwerking tussen organisaties te bevorderen.

Wat is de rol van MIT in dit project?

MIT is de projectleider. De onderzoekers hebben open source MDSplus-software ontwikkeld die zal worden bijgewerkt om fusiegegevens te beheren.

Wat is de rol van Auburn Universiteit?

Auburn-onderzoekers zullen gegevens van hun CTH-experiment delen en samenwerken om kunstmatige intelligentie toe te passen op kernfusie.

80% van de hoofdonderzoekers zijn vrouwen. De zomerschool voor studenten zal diversiteit in fusieonderzoek stimuleren.

Hoofdannotatie: Evdokiya Kostadinova nabij het gecombineerde Toroidal Hybrid-apparaat van het Departement Natuurkunde opAuburn Universiteit. Krediet: Dr. David Maurer (CTH PI)

[ Rédaction ]