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

      Kommentti: Jukurien pelaajan ala-arvoinen ja rasistinen huutelu on anteeksiantamatonta typeryyttä

    2. 2

      Haapaveden tragedian sotaveteraani taisteli oikeudessa sairauskorvauksesta – ”Loppuun saakka terävä pää”

    3. 3

      SM-liigapelaaja karjui rasistisesti ja seksistisesti livelähetyksessä – kohun aiheuttaja sai nuhteet

    4. 4

      Suora lähetys kello 14: Vallanvaihto alkaa USA:ssa – seuraa Donald Trumpin päivää

    5. 5

      Jussi-ehdokkaat julkistettiin – miespääosassa historiallinen ratkaisu!

    6. 6

      Uimapukumalli Chrissy Teigen jakoi rehellisen kuvan reisistään – miehet hämmentyivät: ”Olen katsonut tätä jo minuutin, ja...”

    7. 7

      Psykologi lataa: ADHD-tyyppisistä oireista suuri osa johtuu vanhemmuuden puutteesta

    8. 8

      Kommentti: Suomessa huolestuttiin Trumpista – mutta väärästä syystä

    9. 9

      8 löydetty hengissä Italiassa lumivyöryssä tuhoutuneesta hotellista – kaksi heistä lapsia

    10. 10

      Poliisit joutuivat taklaamaan miehen irti koulutytöstä – 12-vuotiasta kuristanut pakkohoitoon

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Juo aamulla vettä tyhjään vatsaan – 8 mahtavaa vaikutusta

    2. 2

      Serbian seksikkäin laulaja Milica, 25, purskahti korsetistaan ulos kesken keikan – yleisö villiintyi

    3. 3

      Dramaattiset kuvat: Myrskypuuska romahdutti rakenteilla olleen, yli 100-neliöisen talon maan tasalle Kuopiossa

    4. 4

      Edelleen kateissa oleva sarjahukuttaja oli palkittu karjatilallinen – sitten tapahtui jotakin

    5. 5

      Vuoden 2000 Renault Meganella ajava työtön Tommi, 36, kauhistui Bernerin suunnitelmasta: Valittava joko auto tai ruoka

    6. 6

      Naisen tappanut Melrose Place -tähti ensimmäisessä haastattelussa tuomionsa jälkeen – avautuu vankilan kauhuista

    7. 7

      Psykologi lataa: ADHD-tyyppisistä oireista suuri osa johtuu vanhemmuuden puutteesta

    8. 8

      Uimapukumalli Chrissy Teigen jakoi rehellisen kuvan reisistään – miehet hämmentyivät: ”Olen katsonut tätä jo minuutin, ja...”

    9. 9

      Mies oli kaljalla kavereidensa kanssa: Keksi ”nerokkaan” tavan huijata naiselleen olevansa omassa pedissään – ”Taas yksi syy olla luottamatta miehiin”

    10. 10

      Kommentti: Käsittämätöntä toimintaa – Ampumahiihtoliitto alistui Kaisa Mäkäräisen vaatimuksesta

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Juo aamulla vettä tyhjään vatsaan – 8 mahtavaa vaikutusta

    2. 2

      Madonna julkaisi haarovälikuvan – Piers Morgan: ”Oksensin aamupalani”

    3. 3

      Valesotilas yritti huijata – Tiina vedättikin takaisin: ”Naurettiin ukkoni kanssa niin, että mahaan koski”

    4. 4

      Häikäisevän kaunis morsian! Mika Häkkinen ja Marketa pääsivät poroajelun kyytiin – suloiset lapset mukana

    5. 5

      Mikan ja Marketan rakkaustarina – saksalaislehti paljasti kaunottaren menneisyyden

    6. 6

      Perhe etsii vastausta kammottavaan kuvaan – mitä tai mikä ilmestyi yhtäkkiä yöllä kotipihalla otettuun valokuvaan?

    7. 7

      Nainen synnytti salaa vessassa – raskaudesta tietämättömät vanhemmat havahtuivat pamaukseen

    8. 8

      Kolme povekasta blondia: Natalie, 45, sekoitetaan jatkuvasti tyttäriinsä – erotatko kuvista kuka on äiti?

    9. 9

      Yksi kuoli rekan pudottua moottoritieltä Lohjalla – erikoinen tapahtumaketju johti karmeaan turmaan

    10. 10

      Patrik Laineen sydän on puhdasta kultaa – vastasi pienen fanin kirjeeseen ikimuistoisella tavalla

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Kommentti: Jukurien pelaajan ala-arvoinen ja rasistinen huutelu on anteeksiantamatonta typeryyttä

    2. 2

      Haapaveden tragedian sotaveteraani taisteli oikeudessa sairauskorvauksesta – ”Loppuun saakka terävä pää”

    3. 3

      SM-liigapelaaja karjui rasistisesti ja seksistisesti livelähetyksessä – kohun aiheuttaja sai nuhteet

    4. 4

      Suora lähetys kello 14: Vallanvaihto alkaa USA:ssa – seuraa Donald Trumpin päivää

    5. 5

      Jussi-ehdokkaat julkistettiin – miespääosassa historiallinen ratkaisu!

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Juo aamulla vettä tyhjään vatsaan – 8 mahtavaa vaikutusta

    2. 2

      Serbian seksikkäin laulaja Milica, 25, purskahti korsetistaan ulos kesken keikan – yleisö villiintyi

    3. 3

      Dramaattiset kuvat: Myrskypuuska romahdutti rakenteilla olleen, yli 100-neliöisen talon maan tasalle Kuopiossa

    4. 4

      Edelleen kateissa oleva sarjahukuttaja oli palkittu karjatilallinen – sitten tapahtui jotakin

    5. 5

      Vuoden 2000 Renault Meganella ajava työtön Tommi, 36, kauhistui Bernerin suunnitelmasta: Valittava joko auto tai ruoka

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Juo aamulla vettä tyhjään vatsaan – 8 mahtavaa vaikutusta

    2. 2

      Madonna julkaisi haarovälikuvan – Piers Morgan: ”Oksensin aamupalani”

    3. 3

      Valesotilas yritti huijata – Tiina vedättikin takaisin: ”Naurettiin ukkoni kanssa niin, että mahaan koski”

    4. 4

      Häikäisevän kaunis morsian! Mika Häkkinen ja Marketa pääsivät poroajelun kyytiin – suloiset lapset mukana

    5. 5

      Mikan ja Marketan rakkaustarina – saksalaislehti paljasti kaunottaren menneisyyden

    6. Näytä lisää