Jedna z zagadek tokamaków rozwiązana

[KopalniaWiedzy.pl 314]

Jedną z najpoważniejszych przeszkód na drodze do wykorzystania energii z fuzji jądrowej jest niemożność przewidzenia, w jaki sposób plazma będzie zachowywała się w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia wymaganych do zbliżenia do siebie atomów. Ekstremalne ciśnienie i temperatura są konieczne, by zmusić atomy deuteru i trytu do połączenia się, wskutek czego otrzymamy dodatkową energię. Wiadomo, że w takich warunkach mają miejsce liczne turbulencje, które mogą zaburzyć cały proces i spowodować ucieczkę energii w formie ciepła, co zniweczy starania o połączenie atomów. Zrozumienie tych zaburzeń pozwoliłoby na utrzymanie odpowiednich warunków dla pojawienia się fuzji.

Naukowcy zajmujący się fuzją jądrową od dawna mieli problemy z pogodzeniem teoretycznych obliczeń z obserwacjami. Nie mogli zrozumieć procesów zaburzających pracę reaktora.

Teraz uczeni z MIT, Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, General Atomics oraz Princeton Plasma Physics Laboratory ogłosili, że znaleźli klucz do rozwiązania zagadki. Odpowiedź jest tak nieprawdopodobna, że sami naukowcy nie mogli w nią uwierzyć. Okazało się bowiem, że pracę reaktora zaburzają zarówno turbulencje jonów, jak i elektronów. Jestem całkowicie zaskoczona, mówi profesor Anne White. Jednak przeprowadzone symulacje komputerowe zgadzają się z wynikami eksperymentów.

Przez kilkanaście ostatnich lat fizycy sądzili, że turbulencje powodowane przez jony są na tyle silniejsze od turbulencji powodowanych przez mniejsze o dwa rzędy wielkości turbulencje elektronowe, iż wiry powodowane przez elektrony zostaną całkowicie zniszczone przez wiry wywołane przez jony. Jeśli nawet wiry wywołane przez elektrony by przetrwały, to ich wpływ, w porównaniu z wirami powodowanymi przez jony, będzie całkowicie pomijalny.

Najnowsze badania pokazały jednak, że uczeni się całkowicie mylili. Okazuje się bowiem, że rzeczywiście istnieją oba rodzaje turbulencji, jednak tak silnie wpływają one na siebie, iż nie jest możliwe zrozumienie jednych zaburzeń bez uwzględnienia drugich. Jednak przeprowadzenie takich symulacji nie jest proste. Jeśli chcemy uwzględnić tak bardzo różne skale wielkości turbulencji, z jakimi mamy do czynienia w przypadku jonów i elektronów, potrzebujemy potężnych superkomputerów. Jak wyjaśnia Nathan Howard, konieczne było zaprzęgnięcie do pracy 17 000 procesorów z National Energy Research Scientific Center, które prowadziły obliczenia non stop przez 34 doby. Odpowiada to 15 milionom godzin obliczeń. W tym czasie przeprowadzono 6 różnych symulacji. Ich wyniki były zaskakujące. I jednoznaczne. Turbulencje powodowane przez elektrony są widoczne w symulacjach, rozciągają się na kształt długich wstąg wokół komory reaktora. Pomimo olbrzymiej temperatury turbulencje te trwają na tyle długo, że wpływają na sposób rozprzestrzeniania się ciepła.

Wcześniej prowadzono, oczywiście, symulacje procesów zachodzących w tokamakach, jednak osobno symulowano turbulencje jonów i elektronów. Następnie dane dodawano do siebie, w nadziei na uzyskanie odpowiednich wyników. Te jednak nie zgadzały się z obserwacjami. Jednoczesna symulacja w wielu skalach wielkości daje najdokładniejsze z dotychczasowych wyników.

Co więcej, jeden z członków grupy badawczej udowodnił, że mamy do czynienia z uniwersalnym zjawiskiem. Opisywane powyżej symulacje i obserwacje eksperymentalne wykonywano korzystając z należącego do MIT-u tokamaka Alcator C-Mod. Z kolei Juan Ruiz wykorzystał National Spherical Torus Experiment, urządzenie o innej konfiguracji, i również zauważył, że turbulencje wywoływane przez elektrony odgrywają olbrzymią rolę.

Najnowsze odkrycie będzie miało olbrzymie znaczenie dla zespołów pracujących przy wszystkich 10 tokamakach, jakie obecnie istnieją na świecie. Naukowcy lepiej zrozumieją przepływy energii wewnątrz reaktorów, a to powinno przyspieszyć prace nad ich praktycznym wykorzystaniem.

« powrót do artykułu

[Gość Astro]

 

 

turbulencje powodowane przez jony są na tyle silniejsze od turbulencji powodowanych przez mniejsze o dwa rzędy wielkości elektrony

 

Niezamierzenie wyszła dosyć ryzykowna teza; szło raczej o fakt mniejszych o dwa rzędy turbulencji powodowanych przez (cholera wie ile razy mniejsze) elektrony.

[Jajcenty 314]

Odpowiada to 15 milionom godzin obliczeń.

Czegoś nie wiem? Ustalono jakąś standardową jednostkę mocy obliczeniowej? Za dwa lata, no góra trzy telefon ze średniej półki policzy to 34 minut i bedzie łyso.

 

A całość ma wymowę: to bardziej skomplikowane niż sądziliśmy. I teraz najważniejsze: jesteśmy bliżej  fuzji ?

Edytowane 21 stycznia 2016 przez Jajcenty

[Gość Astro]

 

 

to bardziej skomplikowane niż sądziliśmy

 

Może zaproponuję coś bardziej konstruktywnego: nasze wyobrażenia bliższe są zwyczajowo PROSTEJ Rzeczywistości.

 

 

 

jesteśmy bliżej fuzji ?

 

Też jestem ciekaw.

[Mariusz Błoński 184]

Niezamierzenie wyszła dosyć ryzykowna teza; szło raczej o fakt mniejszych o dwa rzędy turbulencji powodowanych przez (cholera wie ile razy mniejsze) elektrony.

Fakt. Poprawione.

[radar 103]

 

 

Jeśli nawet wiry wywołane przez jony by przetrwały, to ich wpływ, w porównaniu z wirami powodowanymi przez jony, będzie całkowicie pomijalny.

To jeszcze to przy okazji

 

 

 

Za dwa lata, no góra trzy telefon ze średniej półki policzy to 34 minut

Trochę przesadziłeś. Nie za 2 tylko z 5 i nie ze średniej tylko wyższej... ale mimo to i tak lipa.

[pogo 102]

Brzmi jak sugestia by odpuścić sobie budowanie superkomputerów i tylko grzecznie czekać dodatkowe 5-10 lat aż standardowy PC będzie miał dostateczną moc obliczeniową.

 

No cóż. Nie zupełnie. Po pierwsze szkoda tych kilku lat, po drugie bez tych mega drogich superkomputerów pewnie rozwój tego co mamy na biurku też szedłby wolniej.

No i zawsze ktoś musi pokazać, że ma większego

[Jajcenty 314]

po drugie bez tych mega drogich superkomputerów pewnie rozwój tego co mamy na biurku też szedłby wolnie

Interesujące są też algorytmy. Ja ciągle myślę w kategoriach jednego wątku/rdzenia.  W mojej pracy, ba karierze zawodowej, nie spotkałem się z problemem do którego musiałbym użyć równoległości.

Chętnie dorzuciłbym do CV programik biegający na 1000 rdzeni ;P

Edytowane 21 stycznia 2016 przez Jajcenty

[pogo 102]

Ja dobiłem do 3 wątków... ale i tak ostatecznie był jeden, który czekał na zebranie wszystkich by lecieć dalej z obliczeniami.

Ta jednorazowa zabawa w wielowątkowość sprawia, że znów za tym tęsknię. To jednak fajne było, miałem poczucie, że wszedłem na nowy poziom wtajemniczenia... Chętnie bym tak pisał regularnie, ale jak pomyślę o biednych Hindusach, którzy potem będą coś w tym grzebać... 

 

Czuję się jednak dość dziwnie gdy słyszę, że ludzie, którzy żyją z czego innego są w stanie programować rzeczy, których ja nigdy nie ruszałem i nie chciało mi się próbować. Ale nie odchodzę dalej od tematu, bo niby jestem do modem

 

Wracając do tematu:
Wierzę, że dzięki temu jesteśmy bliżej fuzji jako źródła energii, nawet jeśli ma to oznaczać szybsze porzucenie tokamaków jako nie dających nadziei na sukces. Zawrócenie ze ślepej uliczki to też bardzo istotny krok naprzód... jakkolwiek by to nie brzmiało. Pytanie tylko jaka jest perspektywa czasowa? Czy mamy szansę tego dożyć? Nienawidzę myśli, że masa fajnych rzeczy zostanie wymyślona dopiero po mojej śmierci... a przecież tego nie da się uniknąć.

[Grey55 1]

Jedna z zagadek śmieszne... środowisko wielce uczonych wreszcie wpadło na wrócenie do realiów zamiast siedzenia w teoriach. Niedługo wreszcie oficjalnie odkryją, że to wszystko jest związane z polem grawitacyjnym, gdyby tylko potrafili popatrzeć na te obliczenia przez ludzki rozum, zamiast miliony matematycznych kalkulacji... Einstein wyobrażał to sobie całkiem nieźle, a teraz na uczelniach pierze się mózgi ludziom i nie rozumieją najprostszych fundamentów rzeczywistości. Zbliżamy sie do napędu grawitacyjnego Panowie,  rewolucji w energetyce, i tym razem OFICJALNIE nareszcie, koncerny, w końcu mafia rządzących i bankierów będa musiały odpuścić, jak to wyjdzie na jaw jak można uratować świat bez jeżdżenia samochodami, paliw kopalnych i całego tego 'nowoczesnego' przemysłu który działa już od ponad 100 lat xD. Hitler podczas 2 wojny pracował nad tymi technologiami!!!! Widzicie, można było mieć ta technologie dawno temu, ale komuś baaaardzo się nie opłaca żeby były w niej postępy... Tak bardzo, że dalej poruszacie ten temat w kwestii 'wierzę, że'. A co tu wierzyć! Albo jest rozwój, albo ktos płaci, żeby 'oczywiste' rzeczy nie wydostawały się zbyt szybko. Ktoś zarabiający na innej technologii.  Niestety, obecnie system zbudowany przez ludzi dba o to, żeby świat stał na pieniądzu, a nie rozumie.

Dziś nie ma świętych nawet cały kościół siedzi w grzechu pieniądza po czubek głowy.

W czasach, kiedy prorocy piszą po ścianach metra jak śpiewał John Lennon, kiedy sztuka pokazuje nam naszą 'zabójczą' przyszłośc postapokaliptyznego świata...

 

Niestety jeszcze to całkiem długo potrwa bo jak jest w tytule artykułu, jest to JEDNA z zagadek. Doskonałe tępo prac, tak trzymaj zachodnia cywilizacjo! Chińczycy jak chcieli zrobili reaktor na tor, nad którym nasi naukowcy pracują od 40 lat w ostatnie 4 lata, i oni maja tą technologie mimo 10krotnie mniej czasu, a my NADAL nie.

Za to założę się wojskowi mają tą całą technologię napędu grawitacyjnego już od lat przeciez plany ukradli nazistom pod koniec lat 40, a 10 lat później były pierwsze widzenia ufo nad usa. USA które przejęło większość nazistowskiej elity naukowców Hitlera. Nikt nie chce komercyjnie użyc tej technologii bo wojsko tez jest upapłane w pieniądze. Ale to ufo przecież, kolejny cud wiary, cud który jest zarejestrowany na setkach może tysiącach nagrań z kamer urządzeń mobilnych, i nadal uchodzi za mistyfikację, a ludzie dzielą sie na wierzących lub nie.

Wyobraźcie sobie świat gdzie energia jest półdarmo, gdzie nie trzeba budowac dróg, gdzie urządzenia mają zaprojektowaną żywotnośc na całe pokolenie. Bez obrotu surowców, bez obrotu paliwami, bez cięzkiego przemysłu, bez opłat, kredytów, i chorób powodowanych zanieczyszczeniami. Zbyt piekne? Jeśli uważasz, że to zbyt piękne, to dzięki Tobie nigdy tego się nie doczekamy.

[nantaniel 59]

A w Fatimie Matka Boska przekazała pastuszkom plany budowy generatora pola grawitacyjnego tylko papież nie pozwolił im nic mówić, bo Watykan oddaje cześć złotemu cielcowi! :V