3D vizualizáció segít megérteni a fúziós reaktor működését

A plazma viselkedésének részletes ismerete kulcsfontosságú a fenntartható nukleáris fúzió eléréséhez, vagyis egy ahhoz hasonló folyamathoz, ami a Napot működteti, és hatalmas potenciállal rendelkezik mint tiszta és bőséges energiaforrás. Ennek az erőnek a hasznosítása azonban összetett technológiákat igényel, mint amilyen a tokamakok (plazmafúziós- reaktorok) vagy a fánk alakú reaktorok, amelyek erős mágneses mezőkkel tartják féken a túlhevített plazmát.

A plazma összetett viselkedésének megértése ezekben a reaktorokban elengedhetetlen a fenntartható nukleáris fúziós energia eléréséhez. Ennek az összetett jelenségnek az emberi megértését elősegítendő a Svájci Szövetségi Műszaki Főiskola (EPFL) egyik laboratóriuma lehetővé tette a tokamak élő szimulációs megtekintését 3D vizualizációs technológia segítségével – jelentette be az intézmény.

A labor munkatársai egy olyan programot hoztak létre, ami képes a tokamak szimulációk által generált terabájtnyi adatát átfogó 3D vizualizációs élménnyé alakítani. Az EPFL Svájci Plazmaközpontja (SPC) sikeresen konvertálta az adatokat 3D vizualizációs élménnyé, ami egyfajta tűzijátékgyűrűként vázolja egy jövőben lehetségessé váló nukleáris fúziós energiaforrás működését. A tudósok számára ez egy értékes eszköz, ami érthetővé teszi a kvantumfizika bonyolult jelenségeit, és segít megérteni számításaik eredményeit.

Így jött létre a 3D vizualizáció

A 4 méter magas és 10 méter átmérőjű 3D panoráma az EPFL változó konfigurációjú tokamakjának (TCV) belsejét ábrázolja látványosan és részletesen. „Egy robot segítségével rendkívül precíz szkennelést végeztünk a reaktor belsejében, amelyet aztán összeállítottunk, hogy egy 3D modellt hozzunk létre, ami a komponenseket azok textúrájáig hűen lemásolja” – mondta Samy Mannane, az EPFL laboratóriumának szakértője, hozzátéve: egyetlen kép előállításához a rendszernek másodpercenként hatvanszor kell kiszámítania a több ezer mozgó részecske pályáját. „Még azoknak a grafitcsempéknek a kopását is rögzíteni tudtuk, amelyek rendkívül magas hőmérsékleteknek vannak kitéve a TCV tesztfutásai során.”

Az EPFL szerint a nukleáris fúzió folyamatának 3D vizualizációja lenyűgöző minőségű, élethű képeket eredményezett. A nézők láthatják a részecskéket a tokamakba injektáló eszközt, valamint a grafitcsempéket, amelyek képesek elviselni a több mint 100 millió Celsius-fokos hőmérsékletet.

A vizualizációba egy ember méretarányos képét is beillesztették, hogy a nézők érzékelhessék a reaktor méretét. Ahogy a szimuláció intenzitása fokozódik, az észlelő aprónak érezheti magát, mivel számtalan részecske zúg el mellette, forgolódva és egymást üldözve. A vizualizációban az elektronok piros színűek, a protonok zöldek, míg a kék vonalak a mágneses mezőt jelzik. A felhasználók bármely paramétert beállíthatják, hogy a reaktor egy adott részét egy kiválasztott szögből tekinthessék meg, ami szinte tökéletes megjelenítést eredményez. A tokamak 3D vizualizációja lenyűgöző eredmény és jelentős lépés előre a nukleáris fúzió titkainak feltárásában – vélekednek a kutatók.

Gábor János, Okosipar.hu