Ученые разрабатывают новый инструмент для проектирования лучше термоядерных устройств

Один из способов, что ученые стремятся, чтобы принести на Землю процесс синтеза, который питает солнце и звезды задерживает горячий, заряженной плазмы газов в крутящий магнитное устройство катушки в форме завтрак пирожок. Но устройства, называемого стелларатор, должен быть точно разработаны, чтобы предотвратить тепла от побега плазменного ядра, где он топит термоядерных реакций. Теперь, исследователи из Министерства энергетики Лаборатория (ДОУ) Принстоне физики плазмы США (в данном законе О госзакупках) продемонстрировали, что усовершенствованный компьютерный код может помочь дизайн стеллараторы, что более эффективно ограничить возможное тепло.

Код, называется XGC-с, открывает новые двери в стеллараторе исследований. «Главный результат нашего исследования заключается в том, что мы можем использовать код для имитации, как раннее, или линейное, и поведение турбулентной плазмы в стеллараторах», — сказал физик данном законе О госзакупках Майкл Коул, ведущий автор статьи о результатах в области физики плазмы. «Это означает, что мы можем начать, чтобы определить, какие формы стелларатор содержит тепло наилучшая и наиболее эффективно поддерживает условия для термоядерного синтеза.»

Фьюжн сочетает в себе легкие элементы в виде плазмы, горячий, зарядовое состояние материи, состоящий из свободных электронов и атомных ядер — и генерирует огромное количество энергии в солнце и звездах. Ученые намерены повторить синтеза в аппаратах на Земле практически неисчерпаемый источник чистой и безопасной энергии для выработки электроэнергии.

В данном законе О госзакупках ученые смоделировали поведение плазмы внутри сплавливания машины, которые выглядят, как пончики, но при заломы и деформации, что делает устройство более эффективным, своего рода форма известна как квази-осесимметричная . Исследователи использовали обновленную версию XGC, государство-оф-искусство код, разработанный в данном законе О госзакупках для моделирования турбулентности в форме пончика термоядерных установках называемые токамаки, которые имеют более простой геометрии. Модификации Коула и его коллег позволило новому XGC-s код также модель плазмы в геометрически более сложных стеллараторов.

Результаты моделирования показали, что тип нарушения ограничены небольшой площадью может стать сложным и расширяться, чтобы заполнить больше пространства в плазму. Результаты показали, что XGC-S может имитировать этого типа стелларатор плазмы более точно, чем это было возможно ранее.

«Я думаю, это начало очень важным событием в изучении турбулентности в стеллараторах», — сказал Дэвид Гейтс, руководитель отдела перспективных проектов в данном законе О госзакупках. «Это открывает большое окно для получения новых результатов».

Полученные результаты демонстрируют успешное изменение кода XGC для моделирования турбулентности в стеллараторах. Код можете рассчитать турбулентность в стеллараторах на всем пути от плазменного ядра к краю, обеспечивая более полную картину поведения плазмы.

«Турбулентность является одним из основных механизмов, приводящих к теплу просачиваться термоядерной плазмы», — сказал Коул. «Потому что стеллараторы могут быть построены в более разнообразных формах, чем токамаки, мы могли бы найти формы контроля турбулентности лучше, чем токамаки делать. Поиск их, построив много больших экспериментов-это слишком дорого, поэтому нам нужны большие симуляций, чтобы найти их практически».

Исследователи планируют модифицировать XGC-с дальнейшем производить еще более ясное представление о том, как турбулентность причины утечки тепла. Более полную картину, чем ближе ученые будут имитировать эксперименты стелларатор в виртуальном пространстве. «Когда у вас есть точный код и мощный компьютер, изменения конструкции стелларатора моделировании легко», — сказал Коул.

сделать разницу: спонсорские возможности