我国在等离子体智能控制领域取得重要进展

科技日报记者 刘侠

10月9日，记者从核工业西南物理研究院获悉，该院与浙江大学、之江实验室等单位合作，在磁约束核聚变等离子体智能控制领域取得重要进展。研究团队基于“中国环流三号”（HL-3）托卡马克的实验数据，成功开发并验证了一套具有国际先进水平的等离子体控制方法，为未来聚变堆的稳定、高效运行探索了新的技术路径，相关研究成果在国际顶级学术期刊《自然》旗下的物理学核心期刊《通讯物理学》上发表。

托卡马克被认为是有望率先实现聚变能源应用的可控核聚变技术途径，其核心挑战在于对超高温等离子体进行长时间的精确约束和稳定控制。传统的控制方法高度依赖复杂的物理模型和第一性原理模拟器，但这类模拟器计算过程极为耗时，难以满足先进的控制算法（如强化学习）进行快速、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且计算速度快的模型，对于实现未来聚变装置（如国际热核聚变实验堆ITER）的智能化运行至关重要。

本次研究中，合作团队开发了一个完全基于“中国环流三号”历史实验数据的动理学模型。该模型创新性地融合了长短期记忆网络（LSTM）、自注意力机制和计划采样等多种先进人工智能技术，有效克服了在长期预测中由模型自回归特性导致的累积误差难题，能够高保真地预测等离子体电流、位形等多个关键参数的演化并大幅提升效率。

目前，该智能体成功部署于“中国环流三号”的等离子体控制系统中，在真实的物理实验环境中完成了等离子体电流与位形参数的闭环磁控制。实验结果表明，该智能体不仅能准确追踪复杂的等离子体位形目标，甚至在面对训练中未曾见过的新控制目标时，也展现出卓越的“零样本”适应能力和控制鲁棒性。该研究不仅为“中国环流三号”未来的高效运行提供更快捷高效的智能控制方案，也为解决ITER及未来商用聚变堆的常态化、自动化运行控制难题提供了重要的理论和实验依据。