Изследователите са успели да превърнат симулационни и наблюдателни данни от реактор за термоядрен синтез в невероятна 3D симулация. Тя дава представа за това какво би било да се лети през плазмата и дава представа за това как се държи реакторът при такива екстремни температури.

Моделираният реактор е точно възпроизвеждане на токамака с променлива конфигурация (TCV) на Швейцарския федерален технологичен институт в Лозана. Токамакът е реактор с форма на поничка. През него преминава плазма с температура над 100 милиона градуса и се извършва термоядрен синтез. Екипът на Лабораторията за експериментална музеология (EM+), част от Федералната политехническа школа в Лозана, пресъздаде тази 30-годишна машина и ни предостави уникален начин да надникнем вътре.

„Използвахме робот, за да генерираме свръхпрецизни сканирания на вътрешността на реактора, които след това компилирахме, за да създадем 3D модел, възпроизвеждащ компонентите му до самата им текстура“, казва в изявление Сами Манан, компютърен специалист в EM+. „Успяхме дори да заснемем износването на графитните плочки, облицоващи стените на реактора, които са подложени на изключително високи температури по време на тестовите изпитания на TCV.“

Прелитането през реактора за термоядрен синтез е готино за всички, но учените могат да го използват, за да научат всъщност как да подобрят дизайна и да направят реакцията по-ефективна. Симулацията предава позицията на хиляди частици и техните ефекти, като се променя около 60 пъти в секунда. Специална изчислителна конфигурация с общо пет компютъра и 10 графични процесора осигурява тази невероятна визуализация.

„Успяхме да изградим нашата система благодарение на напредъка в технологията на инфографиката“, обяснява Сара Кендердайн, която ръководи EM+. „Това щеше да бъде невъзможно дори само преди пет години.“

Визуализацията показва частиците, участващи в реакцията. Електроните са в червено, протоните - в зелено, а сините линии показват магнитното поле. Те се въртят наоколо и си взаимодействат, точно както в реалния токамак.

„Физиката, която стои зад процеса на визуализация, е изключително сложна“, допълва Паоло Ричи, директор на Швейцарския плазмен център. „Токамакът има много различни движещи се части: частици с разнородно поведение, магнитни полета, вълни за нагряване на плазмата, частици, инжектирани отвън, газове и др. Дори на физиците им е трудно да подредят всичко. Визуализацията, разработена от ЕМ+, съчетава стандартния изход от симулационните програми - основно таблици с числа - с техники за визуализация в реално време, които лабораторията използва, за да създаде атмосфера, подобна на видеоигра.“

Визуализацията не е просто красиво видео. Тя е точна, последователна и реалистична.

Снимка: EPFL / Laboratory for Experimental Museology (EM+) (CC BY-SA 4.0)

Виж още: Китай иска хуманоидни роботи за тежък труд и грижи за възрастните, защото няма кой да работи