फ्युजन प्रयोगात्मक उपकरण र भविष्यको फ्यूजन रिएक्टरको भ्याकुम पोत (प्लाज्मा फेसिंग सामग्री) को एक भाग प्लाज्मासँग सम्पर्कमा आउँछ। जब प्लाज्मा आयनहरू सामग्रीमा प्रवेश गर्छन्, ती कणहरू तटस्थ परमाणु बन्छन् र सामग्री भित्र रहन्छन्। यदि सामाग्री कम्पोज गर्ने परमाणुहरूबाट देखिएमा, भित्र पसेको प्लाज्मा आयनहरू अशुद्धता परमाणुहरू हुन्छन्। अशुद्धता परमाणुहरू पदार्थलाई कम्पोज गर्ने परमाणुहरू बीचको अन्तरिक्षमा बिस्तारै माइग्रेट हुन्छन् र अन्ततः तिनीहरू सामग्री भित्र फैलिन्छन्। अर्कोतर्फ, केही अशुद्धता परमाणुहरू सतहमा फर्किन्छन् र फेरि प्लाज्मामा उत्सर्जित हुन्छन्। फ्युजन प्लाज्माको स्थिर बन्दोबस्तको लागि, सामग्रीमा प्लाज्मा आयनहरूको प्रवेश र सामग्री भित्रबाट माइग्रेसन पछि अशुद्धता परमाणुहरूको पुन: उत्सर्जन बीचको सन्तुलन अत्यन्त महत्त्वपूर्ण हुन्छ।

आदर्श क्रिस्टल संरचना भएको सामग्री भित्र अशुद्धता परमाणुहरूको माइग्रेसन मार्ग धेरै अनुसन्धानहरूमा राम्रोसँग स्पष्ट गरिएको छ। यद्यपि, वास्तविक सामग्रीमा पोलिक्रिस्टलाइन संरचनाहरू छन्, र त्यसपछि अन्न सीमा क्षेत्रहरूमा माइग्रेसन मार्गहरू अझै स्पष्ट गरिएको थिएन। यसबाहेक, प्लाज्मालाई निरन्तर छुने सामग्रीमा, प्लाज्मा आयनहरूको अत्यधिक घुसपैठको कारण क्रिस्टल संरचना भाँचिएको छ। अव्यवस्थित क्रिस्टल संरचना भएको सामग्री भित्र अशुद्धता परमाणुहरूको माइग्रेसन मार्गहरू पर्याप्त रूपमा जाँच गरिएको थिएन।

नेसनल इन्स्टिच्युट अफ नेचुरल साइन्सेस NIFS का प्रोफेसर अत्सुशी इटोको अनुसन्धान समूहले सुपर कम्प्युटरमा आणविक गतिशीलता र समानान्तर गणनाहरू मार्फत स्वेच्छाचारी परमाणु ज्यामिति भएका सामग्रीहरूमा माइग्रेसन मार्गहरू सम्बन्धी स्वचालित र द्रुत खोजको लागि विधि विकास गर्न सफल भएको छ। पहिलो, तिनीहरूले सम्पूर्ण सामग्री कभर गर्ने असंख्य साना डोमेनहरू बाहिर निकाल्छन्।

प्रत्येक सानो डोमेन भित्र तिनीहरूले आणविक गतिशीलता मार्फत अशुद्धता परमाणुहरूको माइग्रेसन मार्गहरू गणना गर्छन्। सानो डोमेनहरूको ती गणनाहरू छोटो समयमा समाप्त हुनेछ किनभने डोमेनको आकार सानो छ र उपचार गर्नुपर्ने परमाणुहरूको संख्या धेरै छैन। किनभने प्रत्येक सानो डोमेनमा गणनाहरू स्वतन्त्र रूपमा सञ्चालन गर्न सकिन्छ, गणनाहरू एनआईएफएस सुपर कम्प्युटर, प्लाज्मा सिम्युलेटर, र इन्टरनेशनल फ्यूजन एनर्जी रिसर्च सेन्टर (IFERC-CSC), Aomori को कम्प्युटेसनल सिमुलेशन केन्द्रमा HELIOS सुपर कम्प्युटर प्रणाली प्रयोग गरेर समानान्तर रूपमा गरिन्छ। जापान। प्लाज्मा सिम्युलेटरमा, 70,000 CPU कोरहरू प्रयोग गर्न सम्भव भएकोले, 70,000 डोमेनहरूमा एकैसाथ गणनाहरू गर्न सकिन्छ। साना डोमेनहरूबाट सबै गणना परिणामहरू संयोजन गर्दै, सम्पूर्ण सामग्रीमा माइग्रेसन मार्गहरू प्राप्त हुन्छन्।

सुपर कम्प्यूटरको यस्तो समानान्तर विधि प्रायः प्रयोग गरिने भन्दा फरक हुन्छ, र यसलाई MPMD3 -प्रकार समानान्तर भनिन्छ। NIFS मा, MPMD-प्रकारको समानान्तरीकरणलाई प्रभावकारी रूपमा प्रयोग गर्ने सिमुलेशन विधि प्रस्ताव गरिएको थियो। स्वचालितकरण सम्बन्धी हालका विचारहरूसँग समानान्तर संयोजन गरेर, तिनीहरू माइग्रेसन मार्गको लागि उच्च-गति स्वचालित खोज विधिमा आइपुगेका छन्।

यो विधि प्रयोग गरेर, क्रिस्टल ग्रेन सीमा भएका वास्तविक सामग्रीहरू वा क्रिस्टल संरचना प्लाज्मासँग लामो समयसम्म सम्पर्क गर्दा अव्यवस्थित हुने सामग्रीहरूको लागि अशुद्धता परमाणुहरूको स्थानान्तरण मार्ग सजिलैसँग खोज्न सम्भव हुन्छ। यस माइग्रेसन मार्गको बारेमा जानकारीको आधारमा सामग्री भित्र अशुद्धता परमाणुहरूको सामूहिक माइग्रेसनको व्यवहारको अनुसन्धान गर्दै, हामी प्लाज्मा र सामग्री भित्रको कण सन्तुलनको बारेमा हाम्रो ज्ञानलाई अझ गहिरो बनाउन सक्छौं। यसरी प्लाज्मा कैदमा सुधार अपेक्षित छ।

यी नतिजाहरू मे 2016 मा प्लाज्मा सतह अन्तरक्रिया (PSI 22) मा 22 औं अन्तर्राष्ट्रिय सम्मेलन मा प्रस्तुत गरिएको थियो, र जर्नल न्यूक्लियर सामग्री र ऊर्जा मा प्रकाशित गरिनेछ।