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

      Aasialaismiehen passikuva hylättiin äärimmäisen kiusallisesta syystä

    2. 2

      Europolin joulukalenterissa tänään Suomessa etsintäkuulutettu rikollinen – katso kuka kalenteriluukusta paljastuu

    3. 3

      Beverly Hills kyttä -elokuvista tuttu näyttelijä pidätettiin Dallasin lentokentällä

    4. 4

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    5. 5

      Yhden hitin eläketurva – tässä on joululaulu, joka tuo kirjoittajilleen edelleen 590 000 euron vuosittaiset rojaltitulot

    6. 6

      Simpanssinaamainen kaahari piinasi poliisia Ruotsissa

    7. 7

      Saara Aallon kilpakumppanit pahoissa vaikeuksissa – tuleeko finaalilähetyksestä katastrofi?

    8. 8

      Moni kärsii tietämättään kakkostyypin diabeteksen esiasteesta – lisää äkkikuoleman vaaraa

    9. 9

      Näin ylivoimainen Hannu Manninen oli avauskilpailussaan – sai heti mieluisan palkinnon

    10. 10

      Viestintäministeri Anne Berner, onko postin perustehtävä uhattuna? ”Postin on vastattava vahingosta”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    2. 2

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    3. 3

      Saara Aallon kilpakumppanit pahoissa vaikeuksissa – tuleeko finaalilähetyksestä katastrofi?

    4. 4

      Bunkkeriin seksiorjaksi teljetty ruotsalaisnainen kirjoitti kirjan painajaisestaan – ”Yritin uskotella itselleni, ettei tämä voi olla totta”

    5. 5

      Sekava mies uhkasi vastaantulijaa Porvoossa – nyrkkeilytaustainen uhattu ei päästänyt karkuun

    6. 6

      Susanna, 33, vei Lumian huoltoon – uuteen puhelimeen alkoi ilmestyä outoja kuvia

    7. 7

      Brittimedia: Saara Aalto laulaa finaalissa kaikkien aikojen Queen-klassikon yhdessä supertähti Adam Lambertin kanssa

    8. 8

      Raivostunut Matti Nykänen perui keikkansa Kanarialla – ravintola joutui maksumieheksi: ”V**ut minä mitään keikkaa vedä”

    9. 9

      Katin ja Mikon loppumaton tuska – tytär ei elä enää pitkään: ”Lapsi jota on niin kovasti toivonut, otetaan pois”

    10. 10

      Katso, mitä tapahtui asuntolainan hinnalle – ”Pankin vaihtajia on liikkeellä”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    4. 4

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

    5. 5

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

    6. 6

      Todelliset syyt, joiden vuoksi naiset voihkivat seksin aikana

    7. 7

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    8. 8

      Linnan jatkoilla nousi hässäkkä – Heikki Lampela ja Hanna Kärpänen sisään vahvassa juhlatunnelmassa: ”Haluan seikkailuja”

    9. 9

      Raivostunut Matti Nykänen perui keikkansa Kanarialla – ravintola joutui maksumieheksi: ”V**ut minä mitään keikkaa vedä”

    10. 10

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

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Aasialaismiehen passikuva hylättiin äärimmäisen kiusallisesta syystä

    2. 2

      Europolin joulukalenterissa tänään Suomessa etsintäkuulutettu rikollinen – katso kuka kalenteriluukusta paljastuu

    3. 3

      Beverly Hills kyttä -elokuvista tuttu näyttelijä pidätettiin Dallasin lentokentällä

    4. 4

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    5. 5

      Yhden hitin eläketurva – tässä on joululaulu, joka tuo kirjoittajilleen edelleen 590 000 euron vuosittaiset rojaltitulot

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    2. 2

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    3. 3

      Saara Aallon kilpakumppanit pahoissa vaikeuksissa – tuleeko finaalilähetyksestä katastrofi?

    4. 4

      Bunkkeriin seksiorjaksi teljetty ruotsalaisnainen kirjoitti kirjan painajaisestaan – ”Yritin uskotella itselleni, ettei tämä voi olla totta”

    5. 5

      Sekava mies uhkasi vastaantulijaa Porvoossa – nyrkkeilytaustainen uhattu ei päästänyt karkuun

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    4. 4

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

    5. 5

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

    6. Näytä lisää