Дослідники змогли перетворити симуляційні та спостережні дані з реактора ядерного синтезу в неймовірну 3D-симуляцію. Вона надає можливість побачити, як виглядає політ через плазму, і дає уявлення про те, як реактор поводиться за таких екстремальних температур.
Модельованим реактором є точна копія змінного конфігураційного токамаку (TCV) EPFL. Токамак – це реактор у формі пончика. Плазма з температурою понад 100 мільйонів градусів тече через нього, і відбувається синтез. Команда з Лабораторії експериментальної музеології (EM+), частини Федеральної політехнічної школи Лозанни, відтворила цю 30-річну машину та надала нам унікальну можливість заглянути всередину.
“Ми використовували робота для створення ультраточних сканів внутрішньої частини реактора, які ми потім скомпілювали для створення 3D-моделі, що відтворює його компоненти до найменших деталей,” — сказав Самі Маннане, комп’ютерний вчений з EM+, у своїй заяві. “Ми навіть змогли зафіксувати зношування графітових плит, які піддаються дуже високим температурам під час тестових запусків TCV.”
Політ через реактор ядерного синтезу вражає всіх, але вчені можуть використовувати його для реального вивчення того, як покращити дизайн і зробити реакцію більш ефективною. Симуляція показує положення тисяч частинок і їхні ефекти, що змінюються близько 60 разів на секунду. Спеціальна комп’ютерна установка з п’ятьма комп’ютерами і загалом 10 графічними процесорами забезпечила це неймовірне візуалізування.
“Ми змогли побудувати нашу систему завдяки досягненням в області інфографіки,” — пояснила Сара Кендердайн, професор, яка очолює EM+. “Це було б неможливо всього п’ять років тому.”
Візуалізація показує частинки, задіяні в реакції. Електрони позначені червоним; протони – зеленим; а сині лінії вказують на магнітне поле. Вони закручуються та взаємодіють, так само, як це відбувається в реальному токамаку.
“Фізика, що стоїть за процесом візуалізації, надзвичайно складна,” — додав Паоло Річчі, директор Швейцарського плазмового центру. “Токамаки мають багато різних рухомих частин: частинки з гетерогенною поведінкою, магнітні поля, хвилі для нагрівання плазми, частинки, що вводяться ззовні, гази і багато іншого. Навіть фізикам важко все це зрозуміти. Візуалізація, розроблена EM+, об’єднує стандартний вихід симуляційних програм – в основному таблиці чисел – з методами реального часу, які лабораторія використовує для створення атмосфери, схожої на відеоігру.”
Візуалізація не просто гарне відео. Вона точна, послідовна і реалістична.
