Innováció

Mi történik nukleáris fúzió közben? 3D-s megoldással mutatják be a tudósok

S.Rita | 2024.07.22. 05:35

A magfúzió, a Napot működtető folyamat, nagy lehetőségeket rejt magában mint tiszta, bőséges energiaforrás. Ennek az energiának a hasznosításához azonban összetett technológiára van szükség, például tokamakokra és fánk alakú reaktorokra, amelyek erős mágneseket használnak a túlhevített plazma elzárásához. A plazma összetett viselkedésének megértése ezekben a reaktorokban alapvető fontosságú a fenntartható nukleáris fúziós energia megvalósításához.

 

E bonyolult jelenség emberi megértésének megkönnyítése érdekében a svájci EPFL kísérleti muzeológiai laboratóriuma (EM+) lehetővé tette egy tokamak élő szimulációs megtekintését 3D-s vizualizációs technológia segítségével – írja az Interesting Engineering. Az EM+ létrehozott egy olyan programot, amely képes a tokamak-szimulációk által generált terabájtnyi adatot összefüggő 3D-s vizualizációs élménnyé alakítani. Hasonlóképpen az EPFL Svájci Plazma Központja (SPC) is sikeresen alakította át az adatokat 3D-s vizualizációs élménnyé.

A magfúzió, a Napot működtető folyamat, nagy lehetőségeket rejt magában mint tiszta, bőséges energiaforrás. (Fotó: EPFL)

 

Hogyan működik a magfúzió 3D-s vizualizációja?

A vizualizáció a nagyközönség számára egy lehetséges jövőbeli nukleáris fúziós energiaforrást ábrázoló „tűzijáték” gyűrűjében tett utazás. A tudósok számára azonban értékes eszközként szolgál, amely érthetővé teszi a kvantumfizika bonyolult jelenségeit, és segíti őket számításaik eredményeinek megértésében – véli az EPFL.

A 4 méter magas és 10 méter átmérőjű 3D-s panoráma lenyűgöző részletességgel szemlélteti az EPFL változó konfigurációjú tokamakjának (TCV) belsejét.

„Egy robot segítségével ultramagas pontosságú felvételeket készítettünk a reaktor belsejéről, amelyeket aztán összeállítottunk, hogy egy olyan 3D modellt hozzunk létre, amely egészen a textúrájukig lemásolja az alkatrészeket. Még a reaktor falát bélelő grafitlapok kopását is sikerült megörökítenünk, amelyek a TCV tesztüzemek során rendkívül magas hőmérsékletnek vannak kitéve” – mondta Samy Mannane, az EM+ informatikusa.

„Egyetlen kép előállításához a rendszernek másodpercenként 60-szor kell kiszámítania több ezer mozgó részecske pályáját” – mondta Mannane.

Mit láthatnak a nézők?

A magfúzió folyamatának 3D-s vizualizációjának eredménye elképesztő minőségű, élethű képeket tartalmaz – közölte az EPFL. A nézők láthatják a tokamakba részecskéket helyező befecskendező berendezést és a több mint 100 millió Celsius-fokos hőmérsékletet elviselni képes grafitlapokat. A vizualizáció egy ember képét is tartalmazza, a reaktor pedig körülbelül kétszer akkora, mint az ember, hogy a nézőknek méretarányérzetet nyújtson.

Ahogy a szimuláció felerősödik, a szemlélő aprónak érezheti magát, miközben számos részecske száguld el mellette, amelyek pörögnek, örvénylenek és üldözik egymást.

A vizualizációban az elektronokat piros színnel, a protonokat zölddel ábrázolják, a kék vonalak pedig a mágneses mezőt jelzik. A felhasználók bármelyik paramétert beállíthatják, hogy egy adott reaktorrészt egy kiválasztott szögből nézzenek meg, ami szinte tökéletes megjelenítést eredményez.

Az SPC igazgatója, Paolo Ricci így magyarázza: „A vizualizációs technikák meglehetősen fejlettek az asztrofizikában, ami nagyrészt a planetáriumoknak köszönhető. Az atommagfúzióban azonban még csak most kezdjük használni ezt a technológiát – elsősorban az EM+-szal végzett munkánknak köszönhetően.”

A tudósok és a vizualizációs szakértők közötti együttműködés jól mutatja az adatvezérelt kutatás és a művészi kifejezésmód ötvözésének erejét. A tokamak 3D-s vizualizációja lenyűgöző teljesítmény, és jelentős előrelépés a magfúzió titkainak feltárásában.

 

Kiemelt kép forrása: EPFL

  S.Rita
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2025 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.