Ovo je pitanje koje zbunjuje naučnike tokom jednog veka.Ali, potaknut nagradom američkog Ministarstva energetike (DoE) za izuzetnu uslugu u ranoj karijeri, Matteo Bucci, docent na Odsjeku za nuklearne nauke i inženjerstvo (NSE), nada se da će se približiti odgovoru.
Bilo da zagrijavate lonac vode za tjesteninu ili dizajnirate nuklearni reaktor, jedan fenomen – ključanje – ključan je za oba procesa efikasno.
„Krevanje je veoma efikasan mehanizam prenosa toplote;na taj način se velika količina topline uklanja s površine, zbog čega se koristi u mnogim aplikacijama velike gustine snage“, rekao je Bucci.Primjer upotrebe: nuklearni reaktor.
Za neupućene, ključanje izgleda jednostavno – stvaraju se mjehurići koji pucaju, uklanjajući toplinu.Ali šta ako se toliko mjehurića stvori i spoji, stvarajući traku pare koja sprječava daljnji prijenos topline?Takav problem je dobro poznati entitet poznat kao ključna kriza.To bi dovelo do termičkog bijega i kvara gorivih šipki u nuklearnom reaktoru.Stoga je "razumijevanje i identifikacija uslova pod kojima može doći do krize koja ključa ključna za razvoj efikasnijih i isplativijih nuklearnih reaktora", rekao je Butch.
Rani spisi o krizi koja tinja datira skoro jedan vek pre 1926. Iako je dosta posla urađeno, „jasno je da nismo pronašli odgovor“, rekao je Buči.Krize ključanja ostaju problem jer je, uprkos obilju modela, teško izmjeriti relevantne pojave kako bi ih dokazali ili opovrgli.„[Krenje] je proces koji se dešava u vrlo, vrlo malom obimu iu vrlo, vrlo kratkom vremenskom periodu“, rekao je Bucci.“Ne možemo to gledati s nivoom detalja potrebnim da bismo razumjeli šta se zaista događa i testirali hipoteze.”
No, u posljednjih nekoliko godina, Bucci i njegov tim razvijali su dijagnostiku koja može mjeriti fenomene povezane s ključanjem i pružiti prijeko potreban odgovor na klasično pitanje.Dijagnoza se zasniva na infracrvenim metodama mjerenja temperature pomoću vidljive svjetlosti.“Kombiniranjem ove dvije tehnologije, mislim da ćemo biti spremni da odgovorimo na dugoročna pitanja prijenosa topline i moći ćemo se popeti iz zečje rupe”, rekao je Bucci.Grantovi američkog Ministarstva energetike iz Programa za nuklearnu energiju pomoći će ovoj studiji i drugim Buccijevim istraživačkim naporima.
Za Buccija, koji je odrastao u Citta di Castello, malom gradu u blizini Firence u Italiji, rješavanje zagonetki nije ništa novo.Butchova majka je bila učiteljica u osnovnoj školi.Njegov otac je imao mašinsku radnju koja je podsticala Bučijev naučni hobi.“Kao klinac bio sam veliki obožavatelj Lego-a.Bila je to strast”, dodao je.
Iako je Italija doživjela ozbiljan pad nuklearne energije tokom godina svog formiranja, tema je fascinirala Buccija.Mogućnosti za posao na terenu bile su neizvjesne, ali Bucci je odlučio kopati dublje.„Ako moram nešto da radim do kraja života, to nije tako dobro koliko bih želeo“, našalio se.Bucci je studirao nuklearno inženjerstvo dodiplomskih i postdiplomskih studija na Univerzitetu u Pizi.
Njegovo interesovanje za mehanizme prenosa toplote ukorenjeno je u njegovom doktorskom istraživanju, na kojem je radio u Francuskoj komisiji za alternativnu energiju i atomsku energiju (CEA) u Parizu.Tamo je kolega predložio rad na krizi kipuće vode.Ovog puta, Bucci se usmjerio na MIT-ov NSE i kontaktirao profesora Jacopa Buongiorna da se raspita o istraživanju instituta.Bucci je morao prikupiti sredstva u CEA za istraživanje na MIT-u.Stigao je sa povratnom kartom nekoliko dana prije bombaškog napada na Bostonskom maratonu 2013. godine.Ali od tada je Bucci ostao tamo, postao je naučnik, a potom i docent na NSE-u.
Bucci priznaje da mu je bilo teško da se prilagodi svom okruženju kada se prvi put upisao na MIT, ali rad i prijateljstva sa kolegama – za svoje najbolje prijatelje smatra Guanyu Sua i Rezu Azizyan sa NSE – pomogli su da se prevladaju rane sumnje.
Osim dijagnostike vrenja, Bucci i njegov tim također rade na načinima da kombinuju umjetnu inteligenciju s eksperimentalnim istraživanjem.Čvrsto vjeruje da će "integracija napredne dijagnostike, mašinskog učenja i naprednih alata za modeliranje uroditi plodom u roku od jedne decenije."
Buccijev tim razvija samostalnu laboratoriju za provođenje eksperimenata prijenosa topline ključanja.Pokrećeno mašinskim učenjem, postavka odlučuje koje će eksperimente izvoditi na osnovu ciljeva učenja koje je postavio tim."Postavljamo pitanje na koje će mašina odgovoriti optimiziranjem vrsta eksperimenata potrebnih za odgovor na ta pitanja", rekao je Bucci.“Iskreno mislim da je ovo sljedeća granica koja tinja.”
“Kada se popnete na drvo i dođete do vrha, shvatite da je horizont širi i ljepši”, rekao je Butch o svom entuzijazmu za daljnja istraživanja u ovoj oblasti.
Čak i u težnji ka novim visinama, Bucci nije zaboravio odakle dolazi.U znak sećanja na italijansko domaćinstvo Svetskog prvenstva u fudbalu 1990. godine, serija postera prikazuje fudbalski stadion u Koloseumu, koji zauzima ponosno mesto u njegovoj kući i kancelariji.Ovi plakati, koje je napravio Alberto Burri, imaju sentimentalnu vrijednost: talijanski umjetnik (sada pokojni) također je bio iz Buccijevog rodnog grada, Citta di Castello.
Vrijeme objave: 10.08.2022