Новый алгоритм QUADCOIL приближает эру практического термоядерного синтеза, значительно упрощая проектирование стеллараторов. Этот инновационный компьютерный код позволяет ученым быстро оценивать сложность магнитов, необходимых для создания плазмы с заданными характеристиками. В отличие от традиционных методов, которым требуется от 20 минут до нескольких часов для проведения расчетов, QUADCOIL справляется с этой задачей всего за 10 секунд.
Стеллараторы представляют собой сложные установки для термоядерного синтеза, где плазма удерживается в точно сформированных магнитных полях. Основная проблема заключается в том, что не все теоретически идеальные формы плазмы могут быть реализованы на практике из-за чрезмерной сложности магнитов. QUADCOIL помогает исследователям сразу отбраковывать неосуществимые варианты, сосредотачиваясь только на тех конфигурациях, которые можно построить в реальности.
Фрэнк Фу, аспирант Принстонской программы по физике плазмы и ведущий автор исследования, объясняет, что код фактически объединяет проектирование и инженерную реализацию. Это похоже на ситуацию, когда в команду дизайнеров двигателя включают инженера-строителя, который сразу указывает на потенциальные производственные проблемы. Такой подход значительно ускоряет весь процесс разработки, избегая тупиковых решений.
Помимо скорости, QUADCOIL обладает большей гибкостью и информативностью. Он позволяет задавать различные инженерные спецификации при проектировании, включая характеристики материалов и форм магнитов. Кроме того, код предоставляет данные о свойствах, которые другие программы не могут рассчитать, например, о кривизне магнитов и испытываемых ими магнитных силах.
Элизабет Пол, доцент Колумбийского университета и соавтор исследования, подчеркивает важность учета сложности магнитов с самого начала процесса проектирования. Если использовать компьютерные коды для поиска форм плазмы, которые обладают нужными физическими свойствами и могут быть созданы с помощью магнитов простой формы, можно сделать термоядерную энергию более доступной. В настоящее время разработчики работают над версией QUADCOIL, которая не только определяет простоту изготовления магнитов, но и подсказывает, как улучшить форму плазмы.