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

      Onko sinulla näitä piirteitä? Ne kertovat älykkyydestä

    2. 2

      Tällainen mies on karvalakin taakse piiloutuva, tuomiota pakeneva sarjahukuttaja – asianomistajilta karmea kuvaus

    3. 3

      Miksi yli 14 vuodeksi vankeuteen tuomittu sarjahukuttaja on vapaana?

    4. 4

      Vuoden urheilijan valinnasta iso kohu Ruotsissa – huippu-urheilija poltti päreensä: ”Tämä on skandaali”

    5. 5

      Useat partiot etsivät vankilaan tuomittua sarjahukuttajaa – ”ei ollut kotonaan”

    6. 6

      Syyttäjät esittivät sarjahukuttajan vangitsemista heti oikeudenkäynnin jälkeen – vaatimus ei mennyt läpi

    7. 7

      Windows 10 menee kohta automaattisesti lukkoon

    8. 8

      Jethro Rostedt lupasi tv-ohjelmassa Monicalle, 37, työpaikan: odottanut jo vuoden, eikä töitä ole kuulunut

    9. 9

      Suomalaisalus pelasti uppoavan laivan miehistön – päällikkö TS:ssa: ”Ilmiselvää, että menemme sinne auttamaan”

    10. 10

      Vaativat hoidot alkamassa – Palloliiton Pertti Alajan sairausloma jatkuu

    11. Näytä lisää
    1. 1

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

    2. 2

      Pin up -malli Sini Ariell astui vaa’alle – numerot ”shokeeraavia”: ”Olen ollut tyhmä, sokea ja tekopyhä”

    3. 3

      Floridan poliisi julkaisi mykistävän videon rämeeltä – ”Kuka sanoi, että dinosaurukset ovat kuolleet sukupuuttoon?”

    4. 4

      Santeri, 20, ja Sofia, 19, myivät koko omaisuutensa ja lähtivät maailmalle: ”Haluan nähdä kaiken”

    5. 5

      Huomaatko piilossa olevan ihmishahmon 1880-luvun kuvassa? Vanha mysteeri hämmentää

    6. 6

      Jethro Rostedt lupasi tv-ohjelmassa Monicalle, 37, työpaikan: odottanut jo vuoden, eikä töitä ole kuulunut

    7. 7

      Olli Rehnillä riita myymästään asunnosta oikeudessa – kuka maksaa 12 000 euron ikkunaremontin?

    8. 8

      Suoraa puhetta SM-liigaa järisyttävästä HIFK:n Joe Finleystä – ”Tätä te ette halua kuulla”

    9. 9

      Kaksoissurmasta epäilty on jatkosodan veteraani – oli parempikuntoisena pitänyt huolta puolisostaan

    10. 10

      Presidentti Tarja Halonen antoi Suomen korkeimpia kunniamerkkejä tyranneille

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Madonna julkaisi haarovälikuvan – Piers Morgan: ”Oksensin aamupalani”

    2. 2

      Poliisi ampui miehen maaliskuussa – vainajan autosta löytyi kolkko kirje

    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

      Arto, 35, joutui väkisin mukaan perustulo­kokeiluun: ”Älyttömän huonot tunnelmat ”

    7. 7

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

    8. 8

      Masennuksen huonosti tunnettu alatyyppi nakertaa vaivihkaa – onko sinulla kolme näistä oireista?

    9. 9

      Huikea muutos: Playboy-mallin kasvoilta pestiin tv-ohjelmassa vahva meikkikerros – tyrmistyi lopputuloksesta

    10. 10

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

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Onko sinulla näitä piirteitä? Ne kertovat älykkyydestä

    2. 2

      Tällainen mies on karvalakin taakse piiloutuva, tuomiota pakeneva sarjahukuttaja – asianomistajilta karmea kuvaus

    3. 3

      Miksi yli 14 vuodeksi vankeuteen tuomittu sarjahukuttaja on vapaana?

    4. 4

      Vuoden urheilijan valinnasta iso kohu Ruotsissa – huippu-urheilija poltti päreensä: ”Tämä on skandaali”

    5. 5

      Useat partiot etsivät vankilaan tuomittua sarjahukuttajaa – ”ei ollut kotonaan”

    6. Näytä lisää
    1. 1

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

    2. 2

      Pin up -malli Sini Ariell astui vaa’alle – numerot ”shokeeraavia”: ”Olen ollut tyhmä, sokea ja tekopyhä”

    3. 3

      Floridan poliisi julkaisi mykistävän videon rämeeltä – ”Kuka sanoi, että dinosaurukset ovat kuolleet sukupuuttoon?”

    4. 4

      Santeri, 20, ja Sofia, 19, myivät koko omaisuutensa ja lähtivät maailmalle: ”Haluan nähdä kaiken”

    5. 5

      Huomaatko piilossa olevan ihmishahmon 1880-luvun kuvassa? Vanha mysteeri hämmentää

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Madonna julkaisi haarovälikuvan – Piers Morgan: ”Oksensin aamupalani”

    2. 2

      Poliisi ampui miehen maaliskuussa – vainajan autosta löytyi kolkko kirje

    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