Un código de computadora utilizado por físicos de todo el mundo para analizar y predecir los experimentos de tokamak ahora puede aproximar el comportamiento de núcleos atómicos o iones altamente energéticos en los plasmas de fusión con mayor precisión que nunca. La nueva capacidad, desarrollada por el físico Mario Podestà en elEl Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE equipa el código conocido como TRANSP con un subprograma que simula el movimiento que conduce a la pérdida de iones energéticos causados por inestabilidades en el plasma que alimenta las reacciones de fusión.cuyo nombre se deriva del término "transporte", se encuentra en PPPL.
Podestà modeló los iones altamente energéticos que se utilizan para calentar el plasma. Estas partículas, que los físicos inyectan como átomos neutros, se ionizan dentro del plasma y aumentan su energía térmica. El modelo también podría aplicarse a las partículas energéticas generadas por fusión en el futurotokamaks.
Los físicos deben predecir y minimizar la pérdida de estos iones del plasma en instalaciones en forma de rosquilla llamadas tokamaks para lograr un alto nivel de rendimiento. La pérdida repentina puede detener las reacciones de fusión y dañar los componentes que se enfrentan al plasma. Predecir y controlar la pérdida de calorser crucial para ITER, el tokamak internacional en construcción en Francia, en el que las temperaturas deben alcanzar los 150 millones de grados centígrados, o 10 veces el calor en el núcleo del sol.
Los resultados de Podestà se basan en la investigación que realizó en 2015. "El trabajo original con mi modelo se centró en reproducir, modelar e interpretar los resultados de experimentos existentes", dijo. "Este nuevo trabajo explora la posibilidad de usar ese mismo modelo para predecirtransporte energético de partículas en futuros experimentos "
La revisión, informada en julio en la revista Física del plasma y fusión controlada , emplea un subprograma llamado "modelo de patada" para simular el movimiento de iones rápidos causados por inestabilidades en el plasma. El modelo de patada captura solo la cantidad mínima de física necesaria para simular este fenómeno específico.
El subprograma permite completar los cálculos en cuestión de horas, en lugar de semanas o meses. Usar el modelo de patada significa sacrificar algo de precisión, pero permite a los investigadores obtener resultados más rápidamente. "Esa es la compensación", dijo PodestàEl apoyo para esta investigación proviene de la Oficina de Ciencia del DOE Fusion Energy Sciences.
Podestà probó su versión modificada comparándola con los datos producidos por el Experimento Nacional Torus Esférico NSTX de PPPL antes de su actualización. El código modificado predijo niveles de transporte de partículas energéticas que coincidían con los experimentos NSTX.
El nuevo enfoque sugiere que con modificaciones adicionales, tales pronósticos pueden hacerse más confiables con solo un aumento limitado en el tiempo de cómputo ". La pregunta antes de esta investigación era si podemos predecir qué sucederá en futuros experimentos, con una cantidad mínima deinformación previa ", dijo Podestà." Ahora parece que podemos hacerlo, y estos resultados favorables motivan nuevas mejoras al modelo ".
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Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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