Комбинаторное моделирование показывает многомасштабный NAT

Наука

Создание эффективной и самоподдерживающейся силы термоядерного синтеза требует хорошего удержания тепла в плазме. Удержание плазмы Ограничено потерями частиц и энергии из-за турбулентности. В новом анализе для изучения этого расстройства использовался мощный суперкомпьютер. В исследовании изучалось сложное взаимодействие между медленным крупномасштабным движением ионов водородного топлива и небольшим быстрым движением электронов. Он обнаружил, что эта так называемая «многомасштабная турбулентность» в основном отвечает за потери тепла в краевой области экспериментов на токамаке в условиях, необходимых для оптимального термоядерного реактора.

Влияние

Плазменная турбулентность может ограничить производительность термоядерных реакторов. Исследователи знают, что крайняя область плазмы токамака играет ключевую роль в определении общего сохранения энергии. Новые модели суперкомпьютеров обеспечивают столь необходимые предсказания краевых возмущений. Это поможет Исследователи термоядерного синтеза При разработке термоядерных реакторов следующего поколения, таких как ИТЭР, с оптимальными характеристиками термоядерного синтеза.

краткое содержание

Предыдущие симуляции были сосредоточены на турбулентности, возникающей в результате крупномасштабного движения ионов водородного топлива. Недавние достижения в области вычислений позволили создать новое моделирование, которое может связать пространственные и временные масштабы ионов водорода с меньшими пространственными масштабами и более быстрыми временными масштабами гораздо более легких электронов. Ионы водорода в 1800 раз тяжелее электронов.

Используя один из самых мощных компьютеров в мире, суперкомпьютер Summit Вычислительный центр Ок-Ридж-Драйв, пользовательском объекте Министерства энергетики США, ученые выполнили первое моделирование турбулентности плазмы на краю токамака, которое фиксирует многомасштабное взаимодействие между ионами и электронами. В команду вошли исследователи из General Atomics и Калифорнийского университета в Сан-Диего. Моделирование точно предсказывает потери тепла, измеренные в экспериментах в ДIII-Д токамак. Результаты показывают, что беспорядок в малых электронных масштабах может стать доминирующей причиной потери тепла на краю токамака.

финансирование

Эта работа финансировалась Министерством энергетики, Управлением науки, Управлением наук о термоядерной энергетике.