Digitoday

Valikko

Ydinfuusio vie CSC:n supertietokoneresursseja

Julkaistu: , Päivitetty:

Yksi mahdollisista tulevaisuuden energianlähteistä on ydinfuusio, jota tutkitaan tietokonemallinnuksen avulla Teknillisen korkeakoulun Energiatekniikat-laboratorion ja Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen yhteishankkeessa.


Tutkimuksessa käytetään runsaasti CSC:n superlaskentaresursseja.

Fuusiotutkimuksen pääkohteita ovat fuusioplasman kuumennus, plasman koossapito sekä fuusioreaktorin materiaalien kestävyys. Fuusioreaktioon tarvittava yli 100 miljoonan asteen lämpötila edellyttää tehokasta plasman kuumennusta ja lämpöhäviöiden minimoimista.

CSC:n mukaan paras suorituskyky on saavutettu tokamak-tyyppisillä koelaitteilla, joissa plasmaa leijutetaan ja kierrätetään kammiossa voimakkaiden magneettien avulla toroidinmuotoisena renkaana. Voimakas magneettikenttä pitää plasmaa koossa estämällä varattuja hiukkasia pakenemasta plasmasta ja pitää plasman irti kammion seinistä, mikä puolestaan vähentää lämpöhäviötä ja rakenteisiin kohdistuvaa rasitusta.

Tokamakissa olevaa plasmaa voidaan kuumentaa neutraalisuihkuilla ampumalla suurienergisiä deuteriumatomeja plasmaan. Ionisoiduttuaan nämä nopeat hiukkaset törmäilevät itseään paljon hitaampiin termisiin hiukkasiin, etupäässä elektroneihin, ja hidastuvat lopulta itsekin termisiksi hiukkasiksi.

Plasma Physics and Controlled Fusion -lehti julkaisi äskettäin Ville Hynösen (et al) artikkelin, jossa tutkittiin plasmavirtaan nähden myötä- ja vastakkaissuunnattujen neutraalisuihkujen tuottamien nopeiden ionien käyttäytymistä saksalaisessa ASDEX Upgrade -fuusiokoelaitteessa.

Ionien hidastuminen termisiksi on mallinnettu TKK:lla ja VTT:llä tehdyllä ASCOT-ohjelmalla, ja tulokseksi on saatu ionien hetkellinen 4-ulotteinen jakauma paikka- ja nopeusavaruudessa. Mallinnuksessa on tarkasteltu toroidikenttäkäämien äärellisestä määrästä johtuvan magneettisen kareen sekä plasman pikkusäteen suuntaisen sähkökentän vaikutusta syntyvään jakaumaan.

Myötä- ja vastakkaissuunnatut neutraalisuihkut tuottavat erilaisen nopeiden ionien jakauman tokamakplasman reunalle: vastakkaissuunnatuista suihkuista tuloksena on suurempi tiheys ja tiheysgradientti. Myös jakauma nopeusavaruudessa on erilainen. Magneettinen kare kasvattaa hiukkashäviöitä, mikä pienentää tiheyttä.

Sähkökenttä aiheuttaa muutoksia hiukkasratojen topologiassa ja leveydessä: vastakkaissuunnattujen ionien radat kapenevat ja myötäsuunnattujen levenevät. Seurauksena häviöt ja seinäkuormat kasvavat entisestään, mutta silti ionien tiheys plasman reunalla kasvaa. Sähkökenttä aiheuttaa muutoksia myös nopeusjakaumassa.

Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!
    1. 1

      Myyntimies pyöritti kahdeksaa tyttöystävää vaimon selän takana – yksityisetsivä paljasti touhut

    2. 2

      Äiti luotti laskujensa hoidon pojalleen – törkeä rikos ilmeni vasta kuolinpesänjaossa

    3. 3

      Nämä kuvat Kimi Räikkösestä eivät unohdu – teki täysin poikkeuksellisen ratkaisun

    4. 4

      Teuvo Tulion eroottisen Sensuelan tähti Marianne Träskman kohukohtauksista: ”Mitään traumaa ei jäänyt”

    5. 5

      Kieltäytyikö Melania Trump jo toistamiseen miehensä tarjoamasta kädestä valtiovierailulla?

    6. 6

      Lehti: Tällainen oli Manchesterin terroristin pirullinen pommi: ”Kuin sata luotia kerralla”

    7. 7

      KP: Toimitusjohtaja Aimo Korte on kuollut – menehtyi auto-onnettomuudessa Venäjällä

    8. 8

      Kätilön sanat jäivät mieleen: ”On se sisäänkin mahtunut samasta reiästä, että rouva ponnistaa vaan”

    9. 9

      Lähipäiviksi luvassa sateita – sää viilenee selvästi perjantaina

    10. 10

      Tutkijaryhmä rantautui asumattomalle saarelle – rannalla odotti ikävä yllätys

    11. Näytä lisää
    1. 1

      IS seuraa hetki hetkeltä: Ainakin 22 kuoli Manchesterin iskussa – epäilty tallentui valvontakameraan

    2. 2

      Helmikuussa kadonnut Harry Karjalainen löytyi kuolleena

    3. 3

      Sky News: Konsertissa ollut nainen ihmetteli vierellään olleen henkilön epäilyttävää käytöstä ennen räjähdystä

    4. 4

      Kätilön sanat jäivät mieleen: ”On se sisäänkin mahtunut samasta reiästä, että rouva ponnistaa vaan”

    5. 5

      Kuvat: Kaunis olympiakultamitalisti keimaili ilkosen alasti tosi-tv:ssä – vaihtoi urheilun mallintöihin

    6. 6

      Tästä kuvasta tuli hetkessä Manchesterin tragedian symboli

    7. 7

      Älä usko näitä tietoja – 6 huijausta Manchesterin iskusta

    8. 8

      Koskettava kuva pientä tyttöä lohduttavasta poliisista leviää – Manchesterin pelastajien työn symboli

    9. 9

      Kulmat minttiin ja verkkarit pyllyyn – aikuinen nainen testasi teinityttöjen suosikkityylin

    10. 10

      Joen kojelautakamera tallensi räjähdyksen – mies odotti autossa rakkaitaan keikalta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      IS seuraa hetki hetkeltä: Ainakin 22 kuoli Manchesterin iskussa – epäilty tallentui valvontakameraan

    2. 2

      Vain harva tajusi: prinsessa Dianan käsilaukulla oli salainen tarkoitus – hämäsi valokuvaajia ovelalla kikalla

    3. 3

      Sami Hedbergin fanit raivostuivat jäähallikeikan jälkeen – ”P**ka maku jäi tästä”

    4. 4

      Elastisen 220 neliön merenrantatalosta repesi oikeusriita – kovia syytöksiä Lauri Ylösen firmalta

    5. 5

      Kaksi ruoka-ainetta karsimalla suoliston kunto voi parantua jo muutamassa viikossa

    6. 6

      Kätilöt paljastavat hulluimmat synnytyksensä: ”Äiti yritti saada orgasmin joka supistuksella”

    7. 7

      Yksinäinen 12-vuotias tyttö etsi ystävää Facebookista – ensitapaamisesta tuli kauhukokemus

    8. 8

      Varo nopeasti leviävää Facebook-virusta! Tarkista tilisi, saatat jakaa huijauslinkkejä tietämättäsi

    9. 9

      Kulmat minttiin ja verkkarit pyllyyn – aikuinen nainen testasi teinityttöjen suosikkityylin

    10. 10

      Juontaja Katja Ståhl avautui yllättäen sairaudestaan – ”Kohtalotovereita Suomi pullollaan”

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Myyntimies pyöritti kahdeksaa tyttöystävää vaimon selän takana – yksityisetsivä paljasti touhut

    2. 2

      Äiti luotti laskujensa hoidon pojalleen – törkeä rikos ilmeni vasta kuolinpesänjaossa

    3. 3

      Nämä kuvat Kimi Räikkösestä eivät unohdu – teki täysin poikkeuksellisen ratkaisun

    4. 4

      Teuvo Tulion eroottisen Sensuelan tähti Marianne Träskman kohukohtauksista: ”Mitään traumaa ei jäänyt”

    5. 5

      Kieltäytyikö Melania Trump jo toistamiseen miehensä tarjoamasta kädestä valtiovierailulla?

    6. Näytä lisää
    1. 1

      IS seuraa hetki hetkeltä: Ainakin 22 kuoli Manchesterin iskussa – epäilty tallentui valvontakameraan

    2. 2

      Helmikuussa kadonnut Harry Karjalainen löytyi kuolleena

    3. 3

      Sky News: Konsertissa ollut nainen ihmetteli vierellään olleen henkilön epäilyttävää käytöstä ennen räjähdystä

    4. 4

      Kätilön sanat jäivät mieleen: ”On se sisäänkin mahtunut samasta reiästä, että rouva ponnistaa vaan”

    5. 5

      Kuvat: Kaunis olympiakultamitalisti keimaili ilkosen alasti tosi-tv:ssä – vaihtoi urheilun mallintöihin

    6. Näytä lisää
    1. 1

      IS seuraa hetki hetkeltä: Ainakin 22 kuoli Manchesterin iskussa – epäilty tallentui valvontakameraan

    2. 2

      Vain harva tajusi: prinsessa Dianan käsilaukulla oli salainen tarkoitus – hämäsi valokuvaajia ovelalla kikalla

    3. 3

      Sami Hedbergin fanit raivostuivat jäähallikeikan jälkeen – ”P**ka maku jäi tästä”

    4. 4

      Elastisen 220 neliön merenrantatalosta repesi oikeusriita – kovia syytöksiä Lauri Ylösen firmalta

    5. 5

      Kaksi ruoka-ainetta karsimalla suoliston kunto voi parantua jo muutamassa viikossa

    6. Näytä lisää