Jedním z hlavních předpokladů pro ovládnutí jaderné fúze na Zemi je přesné porozumění chování plazmatu, které fúzním reaktorům slouží jako palivo. Výzkumníci z americké Princetonské laboratoře fyziky plazmatu (PPPL) nyní představili nový model, který má pomoci porozumět tlakové rovnováze v okrajové vrstvě plazmatu.

Přesné predikce tlaku v plazmatu jsou klíčovým předpokladem pro zkrocení jaderné fúze, která pohání hvězdy, včetně našeho Slunce. Pro přesné predikce chování plazmatu je důležité zejména předpovídání tlaku, který vyvíjí okrajová vrstva plazmatu na divertor, zařízení jenž z fúzních reaktorů odvádí teplo a „fúzní popel“ (atomy hélia) produkovaný fúzní reakcí, minimalizuje kontaminaci plazmatu a chrání okolní stěny reaktoru před tepelným a neutronovým zatížením.

Vědci z PPPL, spadající pod americké ministerstvo energetiky, nyní vyvinuli nový model, který poskytuje cenné informace o rovnováze tlaku v okrajové vrstvě plazmatu. Vhodná úroveň nastavení tlaku musí zajistit, aby byl tlak dostatečně vysoký pro správný průběh fúzní reakce a zároveň dost nízký na to, aby teplo a částice plazmatu nepoškodily divertor a další části fúzního reaktoru vystavené jejich působení.

„Předchozí jednoduché předpoklady o rovnováze tlaku v okrajové vrstvě jsou neúplné. Kódy, které simulovaly okrajovou vrstvu často zahazovaly důležité aspekty, a obor si to nyní začíná uvědomovat,“ říká Michael Churchill, fyzik PPPL a vedoucí studie.

Michael Churchill spolu se svými kolegy identifikoval klíčové faktory pro zajištění rovnovážného tlaku plazmatu pomocí speciálních algoritmů běžících na superpočítačích Cori a Edison.  Tento kód podle vědců popisuje plazma na úrovni pohybu částic spíše než jako tekutinu.

Jedním z klíčových aspektů, který vědci objevili, je dopad hromadného pohybu iontů, který dřívější algoritmy z většiny ignorovaly. Tyto pohyby však podle vědců mohou hrát významnou roli a je důležité je brát v potaz.

Toto prohloubení porozumění chování plazmatu by podle Churchilla mohlo vést k přesným predikcím pro mezinárodní projekt ITER a tokamaky nové generace.

Počítače a umělá inteligence pomáhají při výzkumu fúze

Pokrok v oblasti výpočetní techniky je klíčový pro urychlení výzkumu jaderné fúze. S neustálým rozvojem výpočetní techniky tak do výzkumu fúze proniká i strojové učení, forma umělé inteligence. Vědci z PPPL tak rovněž prověřují možnosti uplatnění strojového učení pro zrychlení modelování experimentů, které mají přispět k ovládnutí tohoto zdroje energie.

Komentáře

0 komentářů ke článku "undefined"

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *