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PRESENTAZIONE

L'accesso all'energia è vitale per il benessere umano, lo sviluppo economico e la riduzione della povertà. Garantire a tutti l'accesso all'energia è una sfida costante e pressante per lo sviluppo globale. Tuttavia, i nostri attuali sistemi energetici hanno un impatto significativo sull'ambiente. Finora, i sistemi energetici sono stati dominati dai combustibili fossili (carbone, petrolio e gas) che producono anidride carbonica (CO2) e altri gas a effetto serra, i motori fondamentali del cambiamento climatico globale. Inoltre, la domanda di energia è in costante aumento nel mondo, a causa della crescita economica dei paesi in via di sviluppo e dell'aumento della popolazione complessiva. Al fine di raggiungere gli obiettivi climatici globali, ridurre i pericolosi cambiamenti climatici e sostenere l'effettivo sviluppo industriale ed economico, il mondo ha bisogno di una transizione significativa e concertata nelle sue fonti energetiche.

L'aumento della produzione di energia rinnovabile da fonti naturali è certamente molto positivo; d'altra parte, questa energia non può essere prodotta in modo consistente e prevedibile. In questo contesto, da svariati anni la comunità scientifica mondiale è impegnata nello sviluppo di una nuova fonte di energia alternativa, programmabile, illimitata e sicura per l'ambiente: la fusione nucleare. La fusione offre diversi vantaggi considerando il bassissimo impatto ambientale e le condizioni di sicurezza dei futuri impianti. Inoltre, il combustibile (Deuterio e Litio) necessario per ottenere la reazione di fusione è abbondante sulla Terra. Il trizio, un isotopo radioattivo dell'idrogeno (tempo di dimezzamento di 12.5 anni contro i circa 5 miliardi di anni del plutonio), viene prodotto a partire dal Litio durante il processo di fusione. L'output della reazione è l’elio, che è un gas non radioattivo e non inquinante.

La comunità scientifica internazionale, ed in prima linea l’Europa, stanno investendo cospicuamente sia nella ricerca che nella formazione di giovani ricercatori e ingegneri che possano mettere a disposizione le loro competenze per il raggiungimento, in tempi limitati, degli obiettivi della roadmap verso la produzione di energia elettrica da Fusione Nucleare.

La complessità delle macchine per la fusione nucleare lascia aperti ancora molti problemi tecnologici che rappresentano una sfida per gli ingegneri di varie estrazioni: elettrici, elettronici, chimici, meccanici, energetici, così come gli ingegneri informatici. Questi problemi sorgono dalla necessità di modellare, predire e controllare fenomeni, legati alle reazioni di fusione, in grado di mettere a rischio l’integrità delle strutture dei dispositivi. A causa della difficoltà nel risolvere queste problematiche con metodologie tradizionali e grazie allo sviluppo di tecnologie hardware in grado di sostenere elevati carichi computazionali, l’Intelligenza Artificiale (AI) sta diventando pervasiva. In particolare, metodologie provenienti dal Machine Learning e dal Deep Learning si stanno diffondendo anche all’interno di contesti multidisciplinari come quello della fusione. Le applicazioni dell’AI alla fusione spaziano dall’analisi dei dati sperimentali per la comprensione della fisica dei fenomeni alla velocizzazione di complessi codici di simulazione per il calcolo in real-time.

CALENDARIO

L’intero seminario si terrà in aula IAN_2B (ex aula 2), Edificio N. Di seguito il programma nel dettaglio.

Mercoledì 12 Giugno 2024

09:00 – 09:15

Prof. Alessandra Fanni

Introduzione al seminario

09:15 - 13:00

Prof. Giuliana Sias

Introduzione alla fusione nucleare: Il problema energetico mondiale e il ruolo della fusione termonucleare controllata; reazioni di fusione; il plasma e le condizioni per realizzare la fusione in laboratorio;  confinamento magnetico e confinamento inerziale; le macchine a confinamento magnetico (Tokamak e Stellarator); verso il reattore a fusione, gli obbiettivi di ITER e DEMO. 

Giovedì 13 Giugno 2024

09:00-11:00

Prof. Barbara Cannas

Intelligenza Artificiale e machine learning. Cosa sono e come vengono utilizzati nel quotidiano e nella ricerca scientifica.  

11:00-13:00

Prof. Fabio Pisano

Problemi tecnologici ancora aperti: instabilità del plasma; carichi termici; sfide ingegneristiche (DTT; ITER; DEMO)

Venerdì – 14 Giugno

09:00 - 11:00

Dr. Enrico Aymerich 

Applicazioni dell’Intelligenza Artificiale alla fusione: predizione di instabilità nel plasma con metodi di Deep Learning e Manifold Learning; predizione di carichi termici con metodi di image processing, Deep Learning e Reti Neurali informate dalla fisica.

Testimonianza su un percorso di ricerca nella Fusione Nucleare.

PROVA D'ESAME

Test a risposta multipla

CFU riconosciuti: 1CFU

TARGET

Tutti gli studenti delle lauree triennali in Ingegneria Elettrica, Elettronica ed Informatica, Ingegneria Elettronica, Informatica e delle Telecomunicazioni, Ingegneria dell’Energia Elettrica per lo Sviluppo Sostenibile, Ingegneria Meccanica.

Gli studenti delle lauree magistrali della facoltà di Ingegneria potranno partecipare al seminario, ma il riconoscimento dei CFU è condizionato al parere positivo del rispettivo Corso di Laurea.