Ez a kérdés egy évszázada foglalkoztatja a tudósokat.Matteo Bucci, a Nukleáris Tudományok és Mérnöki Tanszék (NSE) adjunktusa, az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának (DoE) 625 000 dolláros 625 000 dolláros korai karrierje kitüntetett szolgálati díja miatt reméli, hogy közelebb kerülhet a válaszhoz.
Akár egy fazék vizet melegít a tésztához, akár egy atomreaktort tervez, egy jelenség – a forralás – kritikus fontosságú mindkét folyamat hatékony működéséhez.
„A forralás nagyon hatékony hőátadó mechanizmus;így nagy mennyiségű hő távozik a felületről, ezért sok nagy teljesítménysűrűségű alkalmazásban használják” – mondta Bucci.Használati példa: atomreaktor.
Az avatatlanok számára a forralás egyszerűnek tűnik – buborékok képződnek, amelyek felrobbannak, eltávolítva a hőt.De mi van, ha annyi buborék keletkezik és egyesül, és gőzcsíkot hoz létre, amely megakadályozza a további hőátadást?Ilyen probléma egy jól ismert entitás, amelyet a forró válságnak neveznek.Ez az atomreaktorban lévő fűtőelem-rudak termikus kifutásához és meghibásodásához vezetne.Ezért „a forrásban lévő válság bekövetkezésének feltételeinek megértése és azonosítása kritikus fontosságú a hatékonyabb és költség-versenyképesebb atomreaktorok kifejlesztéséhez” – mondta Butch.
A forrongó válságról szóló korai írások csaknem egy évszázaddal 1926 előtt nyúlnak vissza. Bár sok munka történt, „világos, hogy nem találtuk meg a választ” – mondta Bucci.A forrásban lévő válságok továbbra is problémát jelentenek, mert a modellek bősége ellenére nehéz a releváns jelenségek mérését bizonyítani vagy cáfolni."A [forralás] egy olyan folyamat, amely nagyon-nagyon kis léptékben és nagyon-nagyon rövid ideig megy végbe" - mondta Bucci.„Nem tudjuk olyan részletességgel nézni, ami ahhoz szükséges, hogy megértsük, mi is történik valójában, és ellenőrizzük a hipotéziseket.”
Ám az elmúlt néhány évben Bucci és csapata olyan diagnosztikát fejlesztett ki, amely képes mérni a forralással kapcsolatos jelenségeket, és megadni a nagyon szükséges választ egy klasszikus kérdésre.A diagnózis infravörös hőmérséklet mérési módszereken alapul látható fény segítségével.„Úgy gondolom, hogy e két technológia kombinálásával készek leszünk megválaszolni a hosszú távú hőátadási kérdéseket, és ki tudunk mászni a nyúllyukból” – mondta Bucci.Az Amerikai Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának a Nukleáris Energia Programból származó támogatásai segítik ezt a tanulmányt és Bucci egyéb kutatási erőfeszítéseit.
Bucci számára, aki az olaszországi Firenze melletti kisvárosban, Citta di Castellóban nőtt fel, a rejtvényfejtés nem jelent újdonságot.Butch anyja általános iskolai tanár volt.Apjának volt egy gépműhelye, amely előmozdította Bucci tudományos hobbiját.„Gyerekkoromban nagy Lego rajongó voltam.Szenvedély volt” – tette hozzá.
Noha Olaszországban a nukleáris energia erős visszaesést tapasztalt megalakulásának éveiben, a téma lenyűgözte Buccit.A munkalehetőségek bizonytalanok voltak a területen, de Bucci úgy döntött, hogy mélyebbre ás.„Ha életem hátralévő részében csinálnom kell valamit, az nem olyan jó, mint szeretném” – viccelődött.Bucci atommérnöki alap- és posztgraduális tanulmányokat folytatott a Pisai Egyetemen.
Érdeklődése a hőátadási mechanizmusok iránt a doktori kutatásában gyökerezik, amelyen a francia Alternatív Energia és Atomenergia Bizottság (CEA) párizsi bizottságában dolgozott.Ott egy kolléga javasolta, hogy dolgozzanak a forrásvíz-válságon.Ezúttal Bucci az MIT NSE-jét vette szemügyre, és felvette a kapcsolatot Jacopo Buongiorno professzorral, hogy érdeklődjön az intézet kutatásairól.Buccinak pénzt kellett gyűjtenie a CEA-nál az MIT-n végzett kutatásokhoz.Oda-vissza jeggyel érkezett napokkal a 2013-as bostoni maratoni robbantás előtt.De azóta Bucci ott maradt, kutató tudós, majd adjunktus lett az NSE-n.
Bucci bevallotta, hogy nehezen alkalmazkodott a környezetéhez, amikor először jelentkezett az MIT-re, de a munka és a kollégákkal ápolt barátságok – Guanyu Su-t és Reza Azizyant az NSE-től a legjobb barátainak tekinti – segített leküzdeni a korai aggodalmakat.
Bucci és csapata a forrásdiagnosztika mellett azon is dolgozik, hogy a mesterséges intelligenciát a kísérleti kutatásokkal kombinálják.Szilárd meggyőződése, hogy „a fejlett diagnosztika, a gépi tanulás és a fejlett modellezőeszközök integrációja egy évtizeden belül meghozza gyümölcsét”.
Bucci csapata önálló laboratóriumot fejleszt a forrásban lévő hőátadási kísérletek elvégzésére.A gépi tanulás által működtetett beállítás a csapat által meghatározott tanulási célok alapján dönti el, hogy mely kísérleteket kell futtatni.„Olyan kérdést teszünk fel, amelyre a gép a kérdések megválaszolásához szükséges kísérletek optimalizálásával fog válaszolni” – mondta Bucci.„Őszintén úgy gondolom, hogy ez a következő határ, amely forrongóban van.”
"Amikor felmászik egy fára, és feljut a tetejére, ráébred, hogy a horizont szélesebb és szebb" - mondta Butch a további kutatások iránti lelkesedéséről.
Bucci még új magasságokra törekvően sem felejtette el, honnan származik.Az 1990-es labdarúgó-világbajnokság olaszországi rendezésének emlékére poszterek sorozata mutatja be a Colosseumban található futballstadiont, amely az otthonában és az irodájában is büszke helyet foglal el.Ezek az Alberto Burri által készített plakátok szentimentális értékkel bírnak: az olasz művész (ma már elhunyt) szintén Bucci szülővárosából, Citta di Castelloból származott.
Feladás időpontja: 2022. augusztus 10