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

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    2. 2

      Terhi Kiemungille potkut perussuomalaisista

    3. 3

      Tosi-tv:stä tuttu kaunotar jäi kiinni kiusallisesta Photoshop-mokasta – huomaatko peppukuvassa mitään erikoista?

    4. 4

      Venäjän hiihtomaajoukkueessa kytee mehevä riita – supertähti nöyryytti sprinttipariaan julkisesti

    5. 5

      Suomen tähtihiihtäjien hyytävät välit paranivat vuosien jälkeen – Aino-Kaisa Saarinen kertoo syyn

    6. 6

      Nainen lähetti exälleen anteeksipyynnön – mies palautti kirjeen punakynämerkinnöillä, some sekosi

    7. 7

      Epäonninen kaatuminen ratkaisi kultamitalitaiston – pettynyt norjalaistähti kommentoi kitkerästi

    8. 8

      4 eri mitoilla varustettua miestä avautuu seksielämästään: ”Teen parhaani sillä, mitä minulla on”

    9. 9

      Haavoittunut sotamies napattiin vangiksi taistelussa 1944 – leirillä Neuvostoliitossa selviytymiskeinot olivat karmeat

    10. 10

      Trump tölväisi heti demokraattien uutta puheenjohtajaa – sai tymäkän vastauksen

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Sipoolaisen perheenäidin automatka katkesi karulla tavalla Vantaalle – kuului ”järjetön pamaus”

    2. 2

      Muistatko suomalaisen Pets-duon kohublondit? Katosivat julkisuudesta ja muuttivat elämänsä suunnan täysin – tältä Tiina ja Sini näyttävät nyt

    3. 3

      Lestadiolaisperheessä kasvanut Johannes, 41, kertoo perheväkivallasta – isä rankaisi tv:n katsomisesta kumiletkulla

    4. 4

      Janne Ahonen, 39, koki jotakin ainutkertaista ilmalentonsa aikana

    5. 5

      4 eri mitoilla varustettua miestä avautuu seksielämästään: ”Teen parhaani sillä, mitä minulla on”

    6. 6

      MTV:n 24-vuotias teiniäiti odottaa jo kolmatta lastaan – lapsen isä mysteeri, ex-mies julkaisi tylyn viestin

    7. 7

      Joel, 24, voitti melkoiset häärahat televisiossa – kisa katkesi huippukysymykseen

    8. 8

      Epäonninen kaatuminen ratkaisi kultamitalitaiston – pettynyt norjalaistähti kommentoi kitkerästi

    9. 9

      Olli Lindholm löysi Vain elämää -ohjelmasta yllättävän ystävän: ”Michael Monroe sanoi, että pyöri sen seurassa”

    10. 10

      Rannalle ajautui outo ”karvamöykky” Filippiineillä – villit spekulaatiot alkuperästä alkoivat välittömästi

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    6. 6

      Stubb opetti Trumpille faktoja Ruotsista – viesti sytytti kiivaan keskustelun

    7. 7

      Yleinen virhe wc-pöntöllä: Tästä syystä pyttyyn jää helposti ”jarrutusjäljet”

    8. 8

      Anu Saagim haukkui Maria Veitolaa rumaksi suorassa lähetyksessä – Veitola harmistui studioyleisön reaktiosta: ”Yleisö nauraa ja taputtaa”

    9. 9

      Nokialla pahoinpidelty 17-vuotias tyttö on kuollut

    10. 10

      Donald Trumpilta outo viittaus Ruotsiin: ”Katsokaa, mitä tapahtui eilen illalla Ruotsissa – kuka olisi uskonut?”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    2. 2

      Terhi Kiemungille potkut perussuomalaisista

    3. 3

      Tosi-tv:stä tuttu kaunotar jäi kiinni kiusallisesta Photoshop-mokasta – huomaatko peppukuvassa mitään erikoista?

    4. 4

      Venäjän hiihtomaajoukkueessa kytee mehevä riita – supertähti nöyryytti sprinttipariaan julkisesti

    5. 5

      Suomen tähtihiihtäjien hyytävät välit paranivat vuosien jälkeen – Aino-Kaisa Saarinen kertoo syyn

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Sipoolaisen perheenäidin automatka katkesi karulla tavalla Vantaalle – kuului ”järjetön pamaus”

    2. 2

      Muistatko suomalaisen Pets-duon kohublondit? Katosivat julkisuudesta ja muuttivat elämänsä suunnan täysin – tältä Tiina ja Sini näyttävät nyt

    3. 3

      Lestadiolaisperheessä kasvanut Johannes, 41, kertoo perheväkivallasta – isä rankaisi tv:n katsomisesta kumiletkulla

    4. 4

      Janne Ahonen, 39, koki jotakin ainutkertaista ilmalentonsa aikana

    5. 5

      4 eri mitoilla varustettua miestä avautuu seksielämästään: ”Teen parhaani sillä, mitä minulla on”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    6. Näytä lisää