Digitoday

Ydinfuusio vie CSC:n supertietokoneresursseja

Julkaistu:

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.
MAINOS (TEKSTI JATKUU ALLA)
MAINOS PÄÄTTYY

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

      Aku Louhimiehen ala-asteikäinen poika palasi kesälomalta kouluun – järkyttynyt opettaja soitti heti kotiin: ”Sain sitten selittää”

    2. 2

      Laboratoriohoitaja kertoo videolla satuttavansa tahallaan maahanmuuttajia – HUSLab: ”Olen hyvin järkyttynyt”

    3. 3

      Anni Hautala julkaisi harvinaisen kuvan yhdessä Niko Kivelän kanssa – ”Komia pari”

    4. 4

      Onko boarding-passissasi salainen koodi SSSS? 4 kirjainta, joita et halua nähdä

    5. 5

      Sanna, 21, kuihtui syömishäiriössä vain 34-kiloiseksi: ”Näen kuvassa luurangonlaihan ja surullisen tytön”

    6. 6

      Yle: Tom joutui vankilaan seksilehtien vuoksi – ”Jallu näytti lähikuvia naisen alapäästä, levikki räjähti ja poliitikot vaativat sensuuria”

    7. 7

      WP: Venäjä testasi mannertenvälistä ballistista ohjusta – osui kohteeseen Kazakstanissa

    8. 8

      MTV:n teiniäiti palasi aikuisviihteen pariin: esitteli uutta vartaloaan bikineissä – äiti ja miesystävä järkyttyivät syvästi muutoksesta

    9. 9

      CNN ja NBC: Yhdysvaltain republikaanit luopuvat terveyden­huoltouudistuksesta toistaiseksi

    10. 10

      Mallikaunottaren murha kuohuttaa Hollywoodissa – epäilys menestyneen miesystävän teoista puistattaa: ”En ole ikinä nähnyt vastaavaa”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Mirva ja Heka jättivät Suomen tammikuussa ja suunnittelevat jo muuttoa takaisin – tällainen on todellisuus Aurinkorannikolla

    2. 2

      Eija kertoo Ylen dokumentissa: Isä silppusi viimeisenä tekonaan 350 000 euroa perintörahoja liisteriveteen

    3. 3

      MTV:n teiniäiti palasi aikuisviihteen pariin: esitteli uutta vartaloaan bikineissä – äiti ja miesystävä järkyttyivät syvästi muutoksesta

    4. 4

      Mies makasi 15 vuotta tiedottomassa tilassa – sitten tutkijat osuivat oikeaan hermoon

    5. 5

      Venäläistä pariskuntaa epäillään 30 murhasta ja kannibalismista – kännykän kuvat paljastivat yhden historian karmeimmista tapauksista

    6. 6

      Miten paljon housut oikein voivat paljastaa? Miley Cyrusin muutoin herttaisen asun alaosa ei peittänyt mitään

    7. 7

      Tänne suomalaiset matkustavat syys­lomalla – häikäisevän kaunis kaupunki, oluttuoppi 1,25 €

    8. 8

      Naisopiskelija jätti jälkeensä hävityksen: Vuokra-asunnosta paljastui jätteiden meri sekä lemmikkien surullinen kohtalo

    9. 9

      Varo ”Prisman lahjakorttia” – hinnaksi tulee 78 € / kk

    10. 10

      Aku Hirviniemi riudutti itsensä Hietasen rooliin: Laihtui 13 kiloa kahdessa kuukaudessa – näin äärimmäinen prosessi tapahtui

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Naisopiskelija jätti jälkeensä hävityksen: Vuokra-asunnosta paljastui jätteiden meri sekä lemmikkien surullinen kohtalo

    2. 2

      Mirva ja Heka jättivät Suomen tammikuussa ja suunnittelevat jo muuttoa takaisin – tällainen on todellisuus Aurinkorannikolla

    3. 3

      Pohjois-Korea uhkasi testata vetypommia ilmakehässä Tyynellämerellä – tätä se tarkoittaisi maailmalle

    4. 4

      Järkyttävä yllätys Napakympin kulisseissa: miesseuralainen katosi jäljettömiin – Neiti X lähti voittomatkalle yksin

    5. 5

      Tylyt oharit Napakympissä – Joni, 26, kertoo nyt katoamisensa taustoista: Pyytää anteeksi neiti X:ltä

    6. 6

      Tv-juontajalle kävi äärimmäisen kiusallinen moka minihameessa – suora lähetys yllätti katsojat: Kuvat leviävät

    7. 7

      Nainen pudotti 160 kiloa ja suuntasi rannalle – rohkea kuva muuttuneesta kehosta on vahva viesti kiusaajille

    8. 8

      Kuva: Valtava alfakrokotiili ammuttiin Australiassa – kuolemalla voi olla vaarallinen seuraus alueen asukkaille

    9. 9

      Trafi aloittaa kampanjoinnin ylihuomenna: Kärkenä dieselautoilijalle luvassa oleva 17000 euron verolasku

    10. 10

      Onko tämä vaatetus ok? Tosi-tv-kaunotar Kylie Jenner ohitti K18-säännöt – lähes kaikki näkyy

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Aku Louhimiehen ala-asteikäinen poika palasi kesälomalta kouluun – järkyttynyt opettaja soitti heti kotiin: ”Sain sitten selittää”

    2. 2

      Laboratoriohoitaja kertoo videolla satuttavansa tahallaan maahanmuuttajia – HUSLab: ”Olen hyvin järkyttynyt”

    3. 3

      Anni Hautala julkaisi harvinaisen kuvan yhdessä Niko Kivelän kanssa – ”Komia pari”

    4. 4

      Onko boarding-passissasi salainen koodi SSSS? 4 kirjainta, joita et halua nähdä

    5. 5

      Sanna, 21, kuihtui syömishäiriössä vain 34-kiloiseksi: ”Näen kuvassa luurangonlaihan ja surullisen tytön”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Mirva ja Heka jättivät Suomen tammikuussa ja suunnittelevat jo muuttoa takaisin – tällainen on todellisuus Aurinkorannikolla

    2. 2

      Eija kertoo Ylen dokumentissa: Isä silppusi viimeisenä tekonaan 350 000 euroa perintörahoja liisteriveteen

    3. 3

      MTV:n teiniäiti palasi aikuisviihteen pariin: esitteli uutta vartaloaan bikineissä – äiti ja miesystävä järkyttyivät syvästi muutoksesta

    4. 4

      Mies makasi 15 vuotta tiedottomassa tilassa – sitten tutkijat osuivat oikeaan hermoon

    5. 5

      Venäläistä pariskuntaa epäillään 30 murhasta ja kannibalismista – kännykän kuvat paljastivat yhden historian karmeimmista tapauksista

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Naisopiskelija jätti jälkeensä hävityksen: Vuokra-asunnosta paljastui jätteiden meri sekä lemmikkien surullinen kohtalo

    2. 2

      Mirva ja Heka jättivät Suomen tammikuussa ja suunnittelevat jo muuttoa takaisin – tällainen on todellisuus Aurinkorannikolla

    3. 3

      Pohjois-Korea uhkasi testata vetypommia ilmakehässä Tyynellämerellä – tätä se tarkoittaisi maailmalle

    4. 4

      Järkyttävä yllätys Napakympin kulisseissa: miesseuralainen katosi jäljettömiin – Neiti X lähti voittomatkalle yksin

    5. 5

      Tylyt oharit Napakympissä – Joni, 26, kertoo nyt katoamisensa taustoista: Pyytää anteeksi neiti X:ltä

    6. Näytä lisää