控制地球上的融合的关键障碍，融合太阳和恒星是从等离子体的能量和颗粒的泄漏，热的，充电的物质组成，由燃料反应的自由电子和原子核组成。在美国能源部（DOE）普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL），物理学家一直专注于验证预测融合实验期间湍流运输引起的能量损失的计算机模拟。
研究人员使用了圣地亚哥通用原子(GA)开发的代码，将电子和离子湍流输运的理论预测与该实验室的紧凑-或“低纵横比”-国家球形环面实验升级(NSTX-U)的第一次运动的发现进行了比较。为美国能源部运营DIII-D国家聚变设施的GA已经开发了非常适合这一目的的代码。
低宽高比的趾卡形状像芯片一样，与常规的常规趾卡一样，形状更广泛地用甜甜圈。
最先进的编码
“我们有最先进的代码，基于复杂的理论来预测运输，”物理学家沃尔特·古登菲尔德说核聚变报告研究人员团队的调查结果的论文。“我们现在必须在广泛的条件下验证这些代码，以确信我们可以利用预测来优化现在和未来的实验。”
在NSTX-U实验中观察到的传输分析发现，损失背后的主要因素是导致电子传输为“异常”的湍流，这意味着它们迅速蔓延，类似于牛奶在搅拌时与咖啡混合的方式勺子。GA码预测这些损失的原因是三种不同类型湍流的复杂混合物。
观察到的结果开启了低长宽比托卡马克传输预测的发展新篇章。低长宽比托卡马克是一种聚变设施，可以作为下一代聚变反应堆的模型，将轻元素以等离子体的形式结合起来产生能量。世界各地的科学家正试图在地球上复制核聚变，以获得几乎取之不尽的电力。
PPPL的研究人员现在旨在识别紧凑型托卡马克的异常电子运输背后的机制。仿真预测这种能量损失源于三种不同类型的复杂湍流 - 两种类型，具有相对长的波长的两种类型，并且具有波长的波长为较大的两个的一部分。
在预测低长径比输运时，必须充分考虑两种长波类型之一的影响，它们通常存在于低长径比托卡马克的核心以及传统托卡马克的等离子体边缘。
挑战来模拟
然而，由于科学家通常分别研究不同波长的湍流，模拟这三种湍流的综合影响是一个挑战。麻省理工学院(MIT)的物理学家最近进行了多尺度模拟，他们的工作强调了这种模拟需要大量的超级计算机时间。
研究人员现在必须测试额外的模拟，以在低宽高比的运输预测和对等离子体上的实验之间实现更完整的协议。这些比较中包括威斯康星大学 - 麦迪逊主持的湍流测量核聚变能更好地约束预测的论文。改进后的协议将为目前和未来设施的能源损失预测提供保证。
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