Füzyon reaktöründe dijital ikiz: Sparc plazması 20 dakikada öngörülecek

ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Genesis Misyonu II. Aşama ödülleri kapsamında desteklenen proje, yapım aşamasındaki SPARC füzyon cihazının çalışma davranışını dijital ortamda modelleyecek. Fizik simülasyonları, deneysel veriler ve ileri hesaplama yöntemleriyle oluşturulacak dijital ikiz, doğrudan fiziksel cihaza bağlanacak. Deneylerden elde edilen verilerle sürekli güncellenerek sonraki füzyon çalışmalarına yön verecek.

GENİŞ KATILIMLI PROJE 

Commonwealth Fusion Systems (CFS) ve Princeton Plazma Fiziği Laboratuvarı’nın (PPPL) yer aldığı iş birliğine Oak Ridge, Lawrence Livermore ve SLAC ulusal laboratuvarları da katılıyor.

NVIDIA, Google DeepMind, MIT ve Carnegie Mellon Üniversitesi de projenin ortakları arasında bulunuyor. Kurumların fizik, deney ve hesaplama birikiminin aynı dijital ikiz altyapısında birleştirilmesi planlanıyor.

PLAZMA DAVRANIŞI ÖNGÖRÜSÜ 

Tokamak türündeki SPARC, aşırı sıcak plazmayı hapsetmek için güçlü manyetik alanlar kullanıyor. Tam bir plazma atımını 20 dakikadan kısa sürede öngörme hedefi, araştırmacıların ardışık deneyler arasında sonuçları hızla analiz edip gerekli ayarlamaları yapmasını sağlayacak.

PPPL; M3D-C1, TRANSP ve XGC adlı üç yerleşik fizik simülasyon kodu, geçmiş tokamak verileri ve yüksek performanslı hesaplama kaynaklarıyla katkı sunuyor. Büyük veri setleriyle eğitilmiş “vekil modeller” kullanılarak karmaşık hesaplamaların süresinin azaltılması amaçlanıyor.

DENEYSEL DOĞRULAMA SÜRECİ 

Dijital ikiz iş akışları, SPARC’a uygulanmadan önce PPPL’nin Ulusal Küresel Torus Deneyi-Yükseltme (NSTX-U) platformunda test edilecek. Bu deneyler, modellerin plazma davranışını yeniden üretme başarısını ve füzyon çalışmalarındaki karar desteğinin güvenilirliğini ölçecek.

Projenin, CFS’nin SPARC’ın ardından inşa etmeyi planladığı ticari füzyon santrali ARC’nin tasarım ve işletme süreçlerini hızlandırması hedefleniyor. Sistemin nihai ticari katkısı ise henüz yapım aşamasındaki reaktörde gerçekleştirilecek doğrulama testlerinin başarısına bağlı olacak.