Digitoday

Valikko

Ydinfuusio vie CSC:n supertietokoneresursseja

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

      Nuorten käytös muuttui erikoiseksi Keravan Prismassa

    2. 2

      Sami Jauhojärveltä yllättävä paljastus kisaa edeltäneistä vaikeuksista – "Ei siinä ehtinyt edes hampaita pestä"

    3. 3

      Ohituksella oli järkyttävät seuraukset – Poliisi kertoo: näin Simon kuolonkolari tapahtui

    4. 4

      Ruotsalaiset ja norjalaiset tivasivat Niskaselta Mika Myllylästä – vastasi kyyneleet silmissä: ”Paine tappoi hänet”

    5. 5

      Näitkö Iivon eleen tv-kuvissa? Muisti edesmennyttä tukijaansa heti maaliintulon jälkeen

    6. 6

      NHL:n suomalaistähti joutui kauppatavaraksi

    7. 7

      Jatkaako Kasmir TTK:ssa salakuvauskohun jälkeen? HS: Kanava tekee päätöksen tänään

    8. 8

      Hämmentävä optinen illuusio saa aivosi solmuun – ovatko kuvan mansikat punaisia?

    9. 9

      Harri Kirvesniemi ihasteli tapaa, jolla Iivo Niskanen päihitti Martin Johnsrud Sundbyn – ”Rupesi hiihtämään hopeasta”

    10. 10

      Ruskettunut Sara Sieppi hehkuu Goan rannalla – poseeraa hikisenä pikkuruisissa bikineissä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Paula, 42, järkyttyi Tampereen Kelassa: ”Touhu oli kuin Villissä lännessä” – seinällä ollut pummilappu hätkähdytti

    2. 2

      Erikoishaastattelussa Pokka pitää -tähti Patricia Routledge: Tältä hän näyttää nyt – katso kuva!

    3. 3

      Norjalaisilta hieno ele Iivo Niskaselle MM-kullan varmistuttua – yksi kuva kertoo kaiken

    4. 4

      Onko lapsellasi lähiönimi? Vauva.fi:ssä leimahti polttava keskustelu inhokkinimistä

    5. 5

      AL: Äiti huomasi 15-vuotiaan lapsensa käytöksessä pelottavan muutoksen – tunnustuksesta alkoi perhehelvetti

    6. 6

      Jatkaako Kasmir TTK:ssa salakuvauskohun jälkeen? HS: Kanava tekee päätöksen tänään

    7. 7

      Vau, mikä kaunotar! Vuosia nuoremmaksi -ohjelmassa Janitan huikea muodonmuutos – katso kuvat!

    8. 8

      Elviira, 63, asuu Rivieralla, puoliso palvelutalossa Lahdessa: ”Elämäni on jatkuttava”

    9. 9

      Ruotsalaiset ja norjalaiset tivasivat Niskaselta Mika Myllylästä – vastasi kyyneleet silmissä: ”Paine tappoi hänet”

    10. 10

      Löytyykö sinunkin pihaltasi laiton halkopino?

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Axl Smithin WhatsAppin ”Haippirinki” paljastui – karut viestit julki: ”Bongokausi korkattu”

    4. 4

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    5. 5

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    6. 6

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    7. 7

      Paula, 42, järkyttyi Tampereen Kelassa: ”Touhu oli kuin Villissä lännessä” – seinällä ollut pummilappu hätkähdytti

    8. 8

      4 eri mitoilla varustettua miestä avautuu seksielämästään: ”Teen parhaani sillä, mitä minulla on”

    9. 9

      Sliipatun pukumiehen kodista paljastui mykistävä yllätys – toukat ryömivät isännöitsijää vastaan

    10. 10

      Katri Sorsalta kuitti Anu Saagimille: ”Eestissä nainen näyttää herättyään tältä, meillä Suomessa tältä...”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Nuorten käytös muuttui erikoiseksi Keravan Prismassa

    2. 2

      Sami Jauhojärveltä yllättävä paljastus kisaa edeltäneistä vaikeuksista – "Ei siinä ehtinyt edes hampaita pestä"

    3. 3

      Ohituksella oli järkyttävät seuraukset – Poliisi kertoo: näin Simon kuolonkolari tapahtui

    4. 4

      Ruotsalaiset ja norjalaiset tivasivat Niskaselta Mika Myllylästä – vastasi kyyneleet silmissä: ”Paine tappoi hänet”

    5. 5

      Näitkö Iivon eleen tv-kuvissa? Muisti edesmennyttä tukijaansa heti maaliintulon jälkeen

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Paula, 42, järkyttyi Tampereen Kelassa: ”Touhu oli kuin Villissä lännessä” – seinällä ollut pummilappu hätkähdytti

    2. 2

      Erikoishaastattelussa Pokka pitää -tähti Patricia Routledge: Tältä hän näyttää nyt – katso kuva!

    3. 3

      Norjalaisilta hieno ele Iivo Niskaselle MM-kullan varmistuttua – yksi kuva kertoo kaiken

    4. 4

      Onko lapsellasi lähiönimi? Vauva.fi:ssä leimahti polttava keskustelu inhokkinimistä

    5. 5

      AL: Äiti huomasi 15-vuotiaan lapsensa käytöksessä pelottavan muutoksen – tunnustuksesta alkoi perhehelvetti

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Axl Smithin WhatsAppin ”Haippirinki” paljastui – karut viestit julki: ”Bongokausi korkattu”

    4. 4

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    5. 5

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    6. Näytä lisää