የቫኩም ዕቃው አንዱ ክፍል (የፕላዝማ ፊት ለፊት ያለው ቁሳቁስ) የውህድ ሙከራ መሳሪያ እና የወደፊት ውህደት ሬአክተር ከፕላዝማ ጋር ይገናኛል። የፕላዝማ ionዎች ወደ ቁሳቁሱ ሲገቡ እነዚያ ቅንጣቶች ገለልተኛ አቶም ይሆናሉ እና በእቃው ውስጥ ይቆያሉ። ቁሳቁሱን ካዘጋጁት አተሞች ከታዩ፣ የገቡት የፕላዝማ ionዎች ንፁህ አተሞች ይሆናሉ። ንፁህ አተሞች ቁስን በሚፈጥሩት አቶሞች መካከል ባሉ ክፍተቶች ውስጥ ቀስ ብለው ይፈልሳሉ እና በመጨረሻም በእቃው ውስጥ ይሰራጫሉ። በሌላ በኩል ደግሞ አንዳንድ ርኩስ አተሞች ወደ ላይ ይመለሳሉ እና እንደገና ወደ ፕላዝማ ይለቃሉ. ለተረጋጋ የውህደት ፕላዝማ፣ የፕላዝማ ionዎች ወደ ቁሳቁሱ ውስጥ ዘልቀው በመግባት እና ከውስጥ ከተሰደዱ በኋላ የንጽሕና አተሞች እንደገና በሚለቀቁት መካከል ያለው ሚዛን እጅግ በጣም አስፈላጊ ይሆናል።

ጥሩ የክሪስታል መዋቅር ባላቸው ቁሶች ውስጥ ያለው የርኩሰት አቶሞች የፍልሰት መንገድ በብዙ ጥናቶች በደንብ ተብራርቷል። ነገር ግን፣ ትክክለኛው ቁሶች የ polycrystalline አወቃቀሮች አሏቸው፣ ከዚያም በእህል ወሰን ክልሎች ውስጥ ያሉ የፍልሰት መንገዶች ገና አልተገለፁም። በተጨማሪም ፣ ፕላዝማን ያለማቋረጥ በሚነካ ቁሳቁስ ውስጥ ፣ የፕላዝማ ionዎች ከመጠን በላይ በመውሰዳቸው ምክንያት ክሪስታል መዋቅር ተሰብሯል። የተዘበራረቀ ክሪስታል መዋቅር ባለው ቁስ ውስጥ ያሉት የርኩሰት አቶሞች የፍልሰት መንገዶች በበቂ ሁኔታ አልተመረመሩም።

የፕሮፌሰር አቱሺ ኢቶ የምርምር ቡድን፣ የተፈጥሮ ሳይንስ ብሔራዊ ተቋም NIFS፣ በዘፈቀደ አቶም ጂኦሜትሪ ባላቸው ቁሳቁሶች ውስጥ የፍልሰት መንገዶችን በሚመለከት አውቶማቲክ እና ፈጣን ፍለጋ ዘዴን በማዘጋጀት ተሳክቶለታል። በመጀመሪያ, ሙሉውን ቁሳቁስ የሚሸፍኑ በርካታ ቁጥር ያላቸው ትናንሽ ጎራዎችን ያስወጣሉ.

በእያንዳንዱ ትንሽ ጎራ ውስጥ በሞለኪውላዊ ተለዋዋጭ የንጽሕና አተሞች የፍልሰት መንገዶችን ያሰላሉ። እነዚያ የትናንሽ ጎራዎች ስሌቶች በአጭር ጊዜ ውስጥ ይጠናቀቃሉ ምክንያቱም የጎራ መጠኑ ትንሽ ስለሆነ እና የሚታከሙት አቶሞች ብዛት ብዙ አይደሉም። በእያንዳንዱ ትንሽ ጎራ ውስጥ ያሉ ስሌቶች በተናጥል ሊከናወኑ ስለሚችሉ ፣ ስሌቶች በ NIFS ሱፐር ኮምፒዩተር ፣ ፕላዝማ ሲሙሌተር እና የ HELIOS ሱፐር ኮምፒዩተር ሲስተም በአለም አቀፍ ፊውዥን ኢነርጂ ምርምር ማእከል (IFERC-CSC) የስሌት ማስመሰል ማእከል (IFERC-CSC) ፣ Aomori ፣ ጃፓን። በፕላዝማ ሲሙሌተር ላይ 70,000 ሲፒዩ ኮርሶችን መጠቀም ስለሚቻል ከ70,000 በላይ ጎራዎች በአንድ ጊዜ ስሌቶች ሊደረጉ ይችላሉ። ሁሉንም የሂሳብ ውጤቶች ከትንሽ ጎራዎች በማጣመር, በመላው ቁሳቁስ ላይ የፍልሰት መንገዶችን ያገኛሉ.

እንዲህ ዓይነቱ የሱፐር ኮምፒዩተር ትይዩ ዘዴ ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ከሚውለው ይለያል እና MPMD3 -type parallelization ይባላል። በ NIFS፣ የMPMD አይነት ትይዩ ውጤታማ በሆነ መንገድ የሚጠቀም የማስመሰል ዘዴ ቀርቧል። አውቶማቲክን በሚመለከቱ የቅርብ ጊዜ ሃሳቦች ጋር ትይዩውን በማጣመር ለፍልሰት መንገድ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው አውቶማቲክ ፍለጋ ዘዴ ላይ ደርሰዋል።

ይህንን ዘዴ በመጠቀም የንጽሕና አተሞችን የፍልሰት መንገድ በቀላሉ ክሪስታል እህል ድንበሮች ያሏቸውን ወይም ክሪስታል አወቃቀራቸው ከፕላዝማ ጋር ለረጅም ጊዜ በመገናኘት የተበላሹ ቁሳቁሶችን በቀላሉ መፈለግ ይቻላል ። ይህንን የፍልሰት መንገድ በሚመለከት መረጃ መሰረት በማቴሪያል ውስጥ ያለውን የንጽሕና አተሞች የጋራ ፍልሰት ባህሪን በመመርመር በፕላዝማ ውስጥ ያለውን ቅንጣት ሚዛን እና ቁሳቁሱን በተመለከተ ያለንን እውቀት ማሳደግ እንችላለን። ስለዚህ በፕላዝማ ውስጥ መሻሻሎች ይጠበቃሉ.

እነዚህ ውጤቶች በግንቦት 2016 በ 22 ኛው ዓለም አቀፍ ኮንፈረንስ ላይ በፕላዝማ ወለል መስተጋብር (PSI 22) ላይ ቀርበዋል, እና በኒውክሌር እቃዎች እና ኢነርጂዎች መጽሔት ላይ ይታተማሉ.