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

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    2. 2

      Trump suututti Kiinan – 10 minuutin puhelinkeskustelu johti diplomaattiseen protestiin

    3. 3

      Kurveistaan tunnettu matkabloggaaja vietti kolme viikkoa Suomessa – upeat kuvat villitsevät netissä: ”Mieletön paikka”

    4. 4

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    5. 5

      Visailu: Näihin kysymyksiin vastattiin väärin Haluatko miljonääriksi? -ohjelmassa – kuinka monta sinä tiedät?

    6. 6

      Vappu Pimiältä roisi paljastus MTV:lle – rinnat täysin paljaana Tanssii Tähtien Kanssa -kulisseissa: ”Mikko repi puvun auki”

    7. 7

      Poliisi sai Enontekiön epäillyn surmaajan kiinni – uhri ja epäilty ulkomaalaisia kausityöntekijöitä

    8. 8

      Huoltomiehet yllättyivät suomalaisten nuorten aikuisten uusavuttomuudesta – eivät omista edes ruuvimeisseliä

    9. 9

      SK: Juha Sipilä on lentänyt useita virkamatkoja yksityiskoneella – ohjannut konetta itse

    10. 10

      Kommentti: Ylen kipuaminen skandaalin kaivosta tulee olemaan kivuliasta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Perhesyyt eivät painaneet? Mika Salolla teoria Nico Rosbergin lopettamisesta: ”Kukaan ei tajua sitä…”

    2. 2

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    3. 3

      Nainen teki ”pettämistestin” poikaystävälleen – lopputulos ei ilahduttanut, videolla jo 6 miljoonaa katselukertaa

    4. 4

      Nico Rosberg pudotti uutispommin – lopettaa F1-uransa!

    5. 5

      Elli Haloo kommentoi ensimmäistä kertaa VilleGallen suhdepaljastuksia: ”En voi sille mitään”

    6. 6

      Beth, 22, nukahti sohvalle marraskuussa – heräsi vasta toukokuussa

    7. 7

      Nico Rosberg hylkäsi valtavan summan rahaa

    8. 8

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    9. 9

      Ylen päätoimittaja otti yhteen Ruben Stillerin kanssa Pressiklubissa: ”Päädyit omaan ratkaisuusi”

    10. 10

      Parrakas Jussi69 toipuu keuhkokuumesta – vaikenee huhutusta suhteesta kansanedustajaan: ”Sen näkee sitten televisiosta”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Sorrutko sinäkin aina näihin virheisiin? 4 asiaa, jotka kannattaa jättää väliin ennen seksiä

    2. 2

      Raju huhu Lewis Hamiltonista – ”Se on yksityisasia”

    3. 3

      IS seurasi hetki hetkeltä: Saara Aalto räjäytti pankin – ”Yksi parhaista esityksistä koskaan X Factorissa”

    4. 4

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    5. 5

      Raakel Lignellin raju painonpudotus ja tiukka ruokavalio johtivat pysyviin terveysongelmiin: ”Riistäytyi vähän käsistä”

    6. 6

      Aleksi Valavuori julkaisi matkakuvan Los Angelesista: maisemaotos paljastuikin Ikean sisustustauluksi – some repesi

    7. 7

      Nainen teki ”pettämistestin” poikaystävälleen – lopputulos ei ilahduttanut, videolla jo 6 miljoonaa katselukertaa

    8. 8

      Eija, 32, huomasi vauvansa olevan erilainen – elämä muuttui pikkuhiljaa painajaiseksi

    9. 9

      Saara Aalto teki historiallisen tempun – kukaan muu brittien X Factorissa ei ole kyennyt samaan

    10. 10

      Pikkujoulujen seksiakti johti harvinaisen kiusalliseen tilanteeseen oikeussalissa – konkarijuristi avautuu

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    2. 2

      Trump suututti Kiinan – 10 minuutin puhelinkeskustelu johti diplomaattiseen protestiin

    3. 3

      Kurveistaan tunnettu matkabloggaaja vietti kolme viikkoa Suomessa – upeat kuvat villitsevät netissä: ”Mieletön paikka”

    4. 4

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    5. 5

      Visailu: Näihin kysymyksiin vastattiin väärin Haluatko miljonääriksi? -ohjelmassa – kuinka monta sinä tiedät?

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Perhesyyt eivät painaneet? Mika Salolla teoria Nico Rosbergin lopettamisesta: ”Kukaan ei tajua sitä…”

    2. 2

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    3. 3

      Nainen teki ”pettämistestin” poikaystävälleen – lopputulos ei ilahduttanut, videolla jo 6 miljoonaa katselukertaa

    4. 4

      Nico Rosberg pudotti uutispommin – lopettaa F1-uransa!

    5. 5

      Elli Haloo kommentoi ensimmäistä kertaa VilleGallen suhdepaljastuksia: ”En voi sille mitään”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Sorrutko sinäkin aina näihin virheisiin? 4 asiaa, jotka kannattaa jättää väliin ennen seksiä

    2. 2

      Raju huhu Lewis Hamiltonista – ”Se on yksityisasia”

    3. 3

      IS seurasi hetki hetkeltä: Saara Aalto räjäytti pankin – ”Yksi parhaista esityksistä koskaan X Factorissa”

    4. 4

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    5. 5

      Raakel Lignellin raju painonpudotus ja tiukka ruokavalio johtivat pysyviin terveysongelmiin: ”Riistäytyi vähän käsistä”

    6. Näytä lisää