El CIEMAT registra DIONE, un software basado en inteligencia artificial para acelerar el análisis de plasmas de fusión

El Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT ha registrado oficialmente el software DIONE (Doppler peak IdentificatiOn using NEural networks) en el Registro Territorial de la Propiedad Intelectual de la Comunidad de Madrid.

Imagen 2 – DIONE

Este software ha sido desarrollado por los investigadores Daniel CarraleroAlejandro González Ganzábal Giuseppe Rattá con el objetivo de acelerar el análisis de datos experimentales en plasmas de fusión mediante técnicas de inteligencia artificial.

El software automatiza el análisis de señales obtenidas mediante reflectometría Doppler en el stellarator Wendelstein 7-X, uno de los dispositivos de fusión más avanzados del mundo. Hasta ahora, este procedimiento requería un ajuste manual lento y repetitivo de los espectros Doppler, una tarea altamente especializada y muy intensiva en tiempo.

Gracias a DIONE, este análisis puede realizarse ahora de forma completamente automática y en cuestión de segundos, permitiendo obtener información esencial sobre el confinamiento del plasma con una rapidez y homogeneidad sin precedentes.

El programa automatiza el ajuste del espectro Doppler (representado por la curva roja en la Imagen 1), un proceso que anteriormente debía realizarse manualmente para cada medición. Esta automatización permite además abordar campañas experimentales completas y procesar miles de análisis de forma sistemática.

Como resultado, ya es posible generar representaciones avanzadas como la mostrada en la Imagen 2, elaborada a partir de datos de múltiples descargas y más de 5.000 análisis individuales. Estas herramientas facilitan el estudio detallado de las fluctuaciones del plasma en función de su densidad y abren la puerta a identificar patrones físicos que anteriormente podían pasar desapercibidos debido al enorme volumen de datos.

En síntesis, el nuevo software supone además un importante ahorro de tiempo de trabajo especializado: procesos que anteriormente requerían días o incluso semanas de análisis continuo pueden completarse ahora en aproximadamente una hora.

Imagen 1 – DIONE

Personal investigador del CIEMAT contribuye a una edición especial de Nuclear Fusion sobre plasmas termonucleares en tokamaks

La revista Nuclear Fusion, una de las más relevantes en el ámbito de la investigación en fusión nuclear, está publicando una edición especial titulada “On the Path to Tokamak Burning Plasma Operation”.

Esta compilación reúne el trabajo de los Grupos Temáticos de la International Tokamak Physics Activity (ITPA) y ofrece una revisión exhaustiva de los progresos en la física de los tokamaks durante los últimos 18 años, incluyendo también algunos avances en stellarators.

En esta edición ha participado personal investigador del Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT, contribuyendo en coautoría en varios capítulos clave:

  • En el Capítulo 2, Transporte y ConfinamientoEmilia R. Solano ha contribuido en la sección 6, sobre el impacto de campos 3D en el transporte, describiendo transiciones L-H en stellarators. Asimismo, en la sección 7, Transiciones del confinamiento, ha aportado resultados sobre la influencia del contenido isotópico del plasma en la potencia umbral necesaria para la transición L-H en el tokamak JET.
  • En el Capítulo 3, Progreso en física del pedestal y el borde del plasmaElena de la Luna ha contribuido en dos de sus apartados. En la Sección 4, Control de ELMs (Edge-Localized Modes), documentó el uso de oscilaciones verticales rápidas como método para provocar ELMs de manera controlada. En la Sección 5, Regímenes sin grandes ELMs, describió la experiencia obtenida en el tokamak JET, destacando especialmente los experimentos recientes a alta corriente y baja densidad.
  • En el Capítulo 4, Física de MHD, disrupciones y controlGiuseppe Rattá ha participado en la sección 3, Predicción de disrupciones, que recoge distintos modelos (basados en física, estadística e inteligencia artificial) con el objetivo de anticipar disrupciones y mitigar sus efectos en los tokamaks.
  • En el capítulo 5, Física de la capa externa del borde (SOL) y el divertorDaniel Carralero ha contribuido a la sección 2, Transporte en la SOL y el Divertor, analizando la anchura previsible del plasma fuera de la zona de confinamiento y su relación con las condiciones en el divertor, un aspecto determinante para estimar las cargas térmicas estacionarias en la primera pared de un reactor.

De este modo, la participación del CIEMAT en esta edición especial pone de manifiesto la contribución activa del Laboratorio Nacional de Fusión al desarrollo de los fundamentos físicos necesarios para comprender y controlar el comportamiento de plasmas termonucleares, un paso esencial hacia la viabilidad de la energía de fusión.

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