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2024年10月8日,通用原子公司(General Atomics,GA)发布了聚变合成引擎(FUSE),这是一款最先进的开源软件,旨在帮助建造聚变发电厂,朝着实现这一目标迈出了一大步。
该软件由General Atomics创建,现在任何人都可以在Apache 2.0许可下访问,从而保证其免费使用、修改和商业化。FUSE使用流行的编程语言“Julia”编写,将开发聚变能力所需的关键元素(例如等离子体物理学、工程和成本分析)整合到一个易于使用的系统中。GA开发人员解释说,其他研究人员可以轻松地在自己的系统上安装和运行该程序,从而在聚变能项目上实现更有效的协作。这种方法有助于降低成本,更容易实现聚变能的目标。“发布FUSE是一个大胆而令人兴奋的步骤,它为整个聚变社区提供了一个强大的工具,”通用原子能源集团(General Atomics Energy Group)磁聚变能源副总裁Wayne Solomon说。“这个平台鼓励团队合作和新想法,同时履行GA对开放和进步的承诺。通过向所有人提供FUSE,我们不仅在推进自己的开发,还赋予了其他人在此基础上进行构建的能力,目标是加速整个领域的发现。通过集成各种复杂模型,研究人员可以生成更快、更准确的仿真,包括聚变装置在稳态和动态条件下的运行方式。“FUSE可能会对聚变能的未来产生重大影响。”通用原子能源集团 (General Atomics Energy Group) 的理论和计算科学经理Orso Meneghini 说。“它的优势之一是它使用机器学习来加速仿真,使其有助于改进工厂设计和减少不确定性。总的来说,Fuse的灵活性和通用性使其成为推进能源研究这一关键领域研究的重要工具。聚变与为太阳提供动力的过程相同。与目前分裂原子的核能不同,聚变将它们融合在一起,产生可以发电的强烈热量。研究人员认为,这种高科技方法可以带来几乎无限的可持续能源,以满足人类未来的需求。几十年来,General Atomics一直是聚变技术研究的领导者。在圣地亚哥总部,General Atomics的科学家和工程师与全国和世界各地的团队合作,探索使聚变发电厂成为现实所需的科学。FUSE(FUsion Synthesis Engine) 是一个用于聚变发电厂(FPP) 集成设计的开源框架。FUSE旨在实现以下目标:提供一个高效的模块化框架,将不同领域的模型紧密耦合。
集成等离子体物理学、工程、控制、电厂平衡和成本核算系统。
利用机器学习来克服模拟中典型的保真度/速度权衡。
支持稳态和瞬态仿真。
利用并行性和高性能计算 (HPC) 进行大规模研究。
执行多目标约束优化以探索设计权衡。
支持全面的敏感性分析和不确定性量化。
关于General Atomics
General Atomics成立于1955年,总部位于美国加州圣地亚哥,主要从事核能和国防工业领域的技术开发工作,2022年开始拓展商业核聚变业务。公司运营着DIII-D国家聚变设施,这是美国能源部的一个用户设施,拥有美国唯一正在运行的聚变反应堆(托卡马克),科学家们在这里合作寻找将聚变能推向市场的最佳解决方案。