Një pjesë e enës së vakumit (materiali përballë plazmës) i pajisjes eksperimentale të shkrirjes dhe reaktorit të shkrirjes së ardhshme bie në kontakt me plazmën. Kur jonet e plazmës hyjnë në material, ato grimca bëhen një atom neutral dhe qëndrojnë brenda materialit. Nëse shihen nga atomet që përbëjnë materialin, jonet e plazmës që hyjnë bëhen atome papastërtie. Atomet e papastërtive migrojnë ngadalë në hapësirat ndërmjet atomeve që përbëjnë materialin dhe përfundimisht, ato shpërndahen brenda materialit. Nga ana tjetër, disa atome papastërti kthehen në sipërfaqe dhe emetohen përsëri në plazmë. Për izolimin e qëndrueshëm të plazmës së shkrirjes, ekuilibri midis depërtimit të joneve të plazmës në material dhe riemetimit të atomeve të papastërtive pas migrimit nga brenda materialit bëhet jashtëzakonisht i rëndësishëm.

Rruga e migrimit të atomeve të papastërtive brenda materialeve me strukturë kristalore ideale është sqaruar mirë në shumë kërkime. Megjithatë, materialet aktuale kanë struktura polikristaline, dhe më pas shtigjet e migrimit në rajonet kufitare të grurit nuk ishin sqaruar ende. Më tej, në një material që prek vazhdimisht plazmën, struktura kristalore prishet për shkak të depërtimit të tepërt të joneve të plazmës. Rrugët e migrimit të atomeve të papastërtive brenda një materiali me strukturë kristalore të çrregullt nuk ishin ekzaminuar mjaftueshëm.

Grupi kërkimor i profesor Atsushi Ito, i Institutit Kombëtar të Shkencave të Natyrës NIFS, ka arritur të zhvillojë një metodë për kërkimin automatik dhe të shpejtë në lidhje me shtigjet e migrimit në materialet që kanë gjeometri arbitrare të atomit përmes dinamikës molekulare dhe llogaritjeve paralele në një superkompjuter. Së pari, ata nxjerrin një numër të madh domenesh të vogla që mbulojnë të gjithë materialin.

Brenda çdo domeni të vogël ata llogaritin shtigjet e migrimit të atomeve të papastërtive përmes dinamikës molekulare. Këto llogaritje të domeneve të vogla do të përfundojnë brenda një kohe të shkurtër sepse madhësia e domenit është e vogël dhe numri i atomeve që do të trajtohen nuk është shumë. Për shkak se llogaritjet në çdo domen të vogël mund të kryhen në mënyrë të pavarur, llogaritjet kryhen paralelisht duke përdorur superkompjuterin NIFS, Simulatorin e Plazmës dhe sistemin superkompjuterik HELIOS në Qendrën e Simulimit Kompjuterik të Qendrës Ndërkombëtare të Kërkimit të Energjisë së Fusionit (IFERC-CSC), Aomori, Japonia. Në Simulatorin Plazma, për shkak se është e mundur të përdoren 70,000 bërthama CPU, mund të kryhen llogaritjet e njëkohshme mbi 70,000 domene. Duke kombinuar të gjitha rezultatet e llogaritjes nga domenet e vogla, përftohen shtigjet e migrimit mbi të gjithë materialin.

Një metodë e tillë paralelizimi e super kompjuterit ndryshon nga ajo që përdoret shpesh dhe quhet paralelizim i tipit MPMD3. Në NIFS, ishte propozuar një metodë simulimi që përdor në mënyrë efektive paralelizimin e tipit MPMD. Duke kombinuar paralelizimin me idetë e fundit në lidhje me automatizimin, ata kanë arritur në një metodë kërkimi automatik me shpejtësi të lartë për rrugën e migrimit.

Duke përdorur këtë metodë, bëhet e mundur të kërkohet lehtësisht shtegu i migrimit të atomeve të papastërtisë për materialet aktuale që kanë kufij të kokrrizave kristalore apo edhe materialet e të cilave struktura kristalore çrregullohet nga kontakti afatgjatë me plazmën. Duke hetuar sjelljen e migrimit kolektiv të atomeve të papastërtive brenda materialit bazuar në informacionin në lidhje me këtë rrugë migrimi, ne mund të thellojmë njohuritë tona në lidhje me ekuilibrin e grimcave brenda plazmës dhe materialit. Kështu parashikohen përmirësime në mbylljen e plazmës.

Këto rezultate u prezantuan në maj 2016 në Konferencën e 22-të Ndërkombëtare mbi Ndërveprimin në Sipërfaqen e Plazmës (PSI 22), dhe do të publikohen në revistën Nuclear Materials and Energy.