Digitaler Zwilling der STEP-Fusionsmaschine soll erstellt werden: New Nuclear

30. Juni 2023

In einer Zusammenarbeit zwischen der britischen Atomenergiebehörde (UKAEA), Dell Technologies, Intel und der Universität Cambridge wird untersucht, wie Supercomputer und Technologien der künstlichen Intelligenz mit fortschrittlichen Vorhersagefähigkeiten einen „digitalen Zwilling“ des Prototypen des britischen Fusionskraftwerksdesigns liefern können.

Ein Ausschnitt der STEP-Fusionsanlage (Bild: UKAEA)

Die UKAEA führt im Auftrag der britischen Regierung Fusionsenergieforschung durch und überwacht das Fusionsprogramm des Landes, einschließlich des Experiments MAST Upgrade (Mega Amp Spherical Tokamak), sowie Gastgeber des Joint European Torus (JET) in Culham, das für Wissenschaftler betrieben wird aus ganz Europa. Das Unternehmen entwickelt außerdem ein eigenes Fusionskraftwerksdesign und plant den Bau eines Prototyps namens STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) in West Burton in Nottinghamshire, der bis 2040 seinen Betrieb aufnehmen soll.

Die technischen Entwürfe von STEP werden in einer äußerst immersiven und vernetzten virtuellen Umgebung entwickelt, die als „Industrial Metaverse“ bekannt ist.

Der digitale Zwilling wird es den Wissenschaftlern und Ingenieuren von STEP ermöglichen, ein robustes Design in der virtuellen Welt zu erstellen, um die Bereitschaft des Ökosystems und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis sicherzustellen und STEP dabei zu helfen, sein Ziel zu erreichen, in den 2040er Jahren Strom ins Netz einzuspeisen.

„Exascale Computing – die nächste Generation der Computertechnologie – wird leistungsstarke Analysen zum Testen der ersten Konzepte von STEP liefern“, sagte UKAEA. „Die Zusammenarbeit vereint erstklassige Forschung und Innovation und unterstützt die Ambitionen der Regierung, das Vereinigte Königreich zu einer wissenschaftlichen und technologischen Supermacht zu machen. Ziel ist es, die nächste Generation von Hochleistungscomputern (HPC) zugänglich, praktisch in der Anwendung und herstellerunabhängig zu machen.“ “

„Exascale Supercomputing und der Beginn der ‚KI-Ära‘ sind wesentliche und potenziell transformative Meilensteine, die dem Vereinigten Königreich dabei helfen werden, sicherzustellen, dass STEP seine Mission erfüllt, Fusionsenergie in den frühen 2040er Jahren an das nationale Stromnetz anzuschließen“, sagte Rob Akers, Direktor von Computerprogramme bei UKAEA. „Diese leistungsstarken Technologien werden es uns ermöglichen, Robustheit, Flexibilität und Belastbarkeit in das STEP-Design zu integrieren.“

Adam Roe, EMEA HPC Technical Director bei Intel, fügte hinzu: „Die Planung der Kommerzialisierung der Fusionsenergie erfordert, dass Organisationen wie UKAEA enorme Mengen an Rechenressourcen und künstlicher Intelligenz für Simulationen einsetzen. Diese HPC-Arbeitslasten können mit einer Vielzahl unterschiedlicher Architekturen durchgeführt werden.“ Aus diesem Grund können offene Softwarelösungen, die die Leistungsanforderungen optimieren, Code, der in geschlossenen, proprietären Systemen nicht verfügbar ist, portierbar machen. Insgesamt kann fortschrittliche Hardware und Software den Weg zur kommerziellen Fusionsenergie risikoärmer und schneller machen – ein entscheidender Vorteil auf dem Weg zu nachhaltiger Energie.“

Paul Calleja, Direktor für Research Computing Services an der University of Cambridge, wies darauf hin, dass das Cambridge Open ZettaScale Lab in Zusammenarbeit mit Intel, Dell, UKAEA und einem Team von HPC-Experten aus dem gesamten britischen Forschungs- und Innovationsbereich seit zwei Jahren zusammenarbeitet an einer weltweit führenden Co-Design-Aktivität namens Project Dawn. Ziel dieses Projekts ist es, einen konvergenten KI- und Simulations-GPU/CPU-Supercomputer der britischen Exascale-Klasse zu entwerfen und zu prototypisieren, dessen Rechenleistung in der Lage ist, UKAEA bei der Erfüllung seiner enormen Rechenanforderungen zu unterstützen.

„Dieses Projekt zeigt, welche entscheidende Rolle Supercomputing bei der Beschleunigung der Energiewende, der Förderung der Dekarbonisierung und der Gewährleistung der Energiesicherheit spielen wird“, sagte Tariq Hussain, Head of UK Public Sales bei Dell Technologies.

Recherchiert und geschrieben von World Nuclear News