Nézz be egy nukleáris fúziós reaktor belsejébe – VIDEÓ
A látványos szimulációnak köszönhetően beleshetünk egy fúziós reaktorba. A 3D-s vizualizáció megmutatja, mi történik valójában egy tokamak belsejében.
A kutatóknak sikerült egy fúziós reaktorból származó szimulációs és megfigyelési adatokat hihetetlen 3D-s szimulációvá alakítaniuk. A videó betekintést nyújt többek között arról, milyen lenne átrepülni a plazmán. Amellett azt is megfigyelhetjük, hogyan viselkedik a reaktor ilyen szélsőséges hőmérsékleten, írja az EPFL kutatóintézet.
Mi is történik egy fúziós reaktorban?
Az erőművek mindenhol villamos energiát termelnek úgy, hogy mechanikai energiát, például egy turbina forgását elektromos energiává alakítják át, magyarázza az ITER energiaprojekt a honlapján. Egy széntüzelésű gőzállomáson a szén elégetése során a víz gőzzé alakul, a gőz pedig a turbinagenerátorokat elektromos áram előállítására hajtja. Az erőművek ma fosszilis tüzelőanyagokra, maghasadásra vagy megújuló forrásokra, például vízre támaszkodnak.
A tokamak egy kísérleti gép, amelyet a fúziós energia hasznosítására terveztek. A tokamak belsejében az atomok fúziója során keletkező energia hőként nyelődik el az edény falában. Csakúgy, mint a hagyományos erőművek, a fúziós erőművek ezt a hőt gőz, majd elektromos áram előállítására használják fel turbinák és generátorok segítségével.
Forrás: Pixabay
Az alany
A modellezett fúziós reaktor az EPFL variable-configuration tokamak (TCV) hű reprodukciója. Ez egy fánk alakú reaktor, amelyen 100 millió fok feletti hőmérsékletű plazma áramlik át, és megtörténik a fúzió. Az École Polytechnique Fédérale de Lausanne-hoz tartozó Kísérleti Muzeológiai Laboratórium (EM+) csapata újraalkotta ezt a 30 éves gépet, és egyedülálló módot biztosított számunkra a betekintésre.
„Robotot használtunk, hogy ultranagy pontosságú szkenneléseket hozzunk létre a reaktor belsejéről, amit aztán összeállítottunk, hogy olyan 3D-s modellt hozzunk létre, amely egészen a textúrájukig reprodukálja az összetevőit” – nyilatkozta Samy Mannane, az EM+ informatikusa. „Még a reaktorfalakat borító grafitlapok kopását is rögzíteni tudtuk, amelyek rendkívül magas hőmérsékletnek vannak kitéve a TCV tesztüzemei során.”
Út a fejlesztéshez
A fúziós reaktoron való átrepülés mindenki számára érdekes vizuálisan, de a tudósok felhasználhatják arra is, hogy ténylegesen megtanulják, hogyan javítsák a konstrukciót és hatékonyabbá tegyék a reakciót. A szimuláció másodpercenként körülbelül 60-szor eltolódó részecskék ezreinek helyzetét és hatásait mutatja be. Egy speciális számítástechnikai beállítás öt számítógéppel és összesen 10 GPU-val biztosította ezt a hihetetlen megjelenítést, írja az IFLScience.
„Az infografikus technológia fejlődésének köszönhetően tudtuk felépíteni rendszerünket” – magyarázta Sarah Kenderdine, az EM+ vezetője. „Ez még öt évvel ezelőtt is lehetetlen lett volna.”
Mit láthatunk?
A vizualizáció a a fúziós reaktorban kölcsönhatásba lépő részecskéket mutatja be. Az elektronok piros színűek; a protonok zöldek; és kék vonalak jelzik a mágneses teret. Körbe-körbe kavarognak és kölcsönhatásba lépnek, ugyanúgy, mint a tényleges tokamakban.
„A vizualizációs folyamat mögött meghúzódó fizika rendkívül bonyolult” – tette hozzá Paolo Ricci, a Swiss Plasma Center igazgatója. „A tokamakoknak sok különböző mozgó alkatrésze van: heterogén viselkedésű részecskék, mágneses mezők, a plazma melegítésére szolgáló hullámok, kívülről befecskendezett részecskék, gázok és egyebek. Még a fizikusok is nehezen tudnak mindent rendbe tenni. Az EM+ által kifejlesztett vizualizáció a szimulációs programok szabványos kimenetét – alapvetően számtáblázatokat – egyesíti a valós idejű vizualizációs technikákkal, amelyeket a labor a videojáték-szerű légkör létrehozására használ.”
Ez is érdekelhet:
