Један део вакуумске посуде (материјал окренут плазми) експерименталног уређаја за фузију и будућег фузионог реактора долази у контакт са плазмом. Када јони плазме уђу у материјал, те честице постају неутрални атом и остају унутар материјала. Ако се посматра из атома који чине материјал, јони плазме који су ушли постају атоми нечистоће. Атоми нечистоће полако мигрирају у међупросторима између атома који сачињавају материјал и на крају се дифундују унутар материјала. С друге стране, неки атоми нечистоће се враћају на површину и поново се емитују у плазму. За стабилно затварање фузионе плазме, равнотежа између продирања јона плазме у материјал и поновне емисије атома нечистоћа након миграције из унутрашњости материјала постаје изузетно важна.

Пут миграције атома нечистоћа унутар материјала са идеалном кристалном структуром је добро разјашњен у многим истраживањима. Међутим, стварни материјали имају поликристалну структуру, а путеви миграције у граничним областима зрна још нису били разјашњени. Даље, у материјалу који непрекидно додирује плазму, кристална структура је сломљена услед прекомерног продора јона плазме. Путеви миграције атома нечистоћа унутар материјала са неуређеном кристалном структуром нису били довољно испитани.

Истраживачка група професора Атсусхи Итоа, из Националног института природних наука НИФС, успела је да развије метод за аутоматску и брзу претрагу у вези са путевима миграције у материјалима који имају произвољну геометрију атома кроз молекуларну динамику и паралелне прорачуне у суперкомпјутеру. Прво, уклањају велики број малих домена који покривају цео материјал.

Унутар сваког малог домена они израчунавају путеве миграције атома нечистоћа кроз молекуларну динамику. Ти прорачуни малих домена биће готови за кратко време јер је величина домена мала и број атома који се третирају није велики. Пошто се прорачуни у сваком малом домену могу обављати независно, прорачуни се обављају паралелно помоћу НИФС суперкомпјутера, плазма симулатора и суперкомпјутерског система ХЕЛИОС у Центру за рачунарску симулацију Међународног истраживачког центра фузијске енергије (ИФЕРЦ-ЦСЦ), Аомори, Јапан. На Пласма Симулатору, јер је могуће користити 70.000 ЦПУ језгара, могу се вршити истовремени прорачуни преко 70.000 домена. Комбинујући све резултате прорачуна из малих домена, добијају се путеви миграције преко целог материјала.

Такав метод паралелизације супер рачунара разликује се од оног који се често користи и назива се паралелизација типа МПМД3). У НИФС-у је предложена метода симулације која ефикасно користи паралелизацију типа МПМД. Комбиновањем паралелизације са недавним идејама у вези са аутоматизацијом, дошли су до брзог аутоматског метода претраживања за пут миграције.

Коришћењем ове методе, постаје могуће лако претражити пут миграције атома нечистоћа за стварне материјале који имају границе кристалног зрна или чак материјале чија кристална структура постаје поремећена дуготрајним контактом са плазмом. Истражујући понашање колективне миграције атома нечистоћа унутар материјала на основу информација о овој путањи миграције, можемо продубити наше знање о равнотежи честица унутар плазме и материјала. Стога се предвиђају побољшања у затварању плазме.

Ови резултати су представљени у мају 2016. године на 22. међународној конференцији о интеракцији површине плазме (ПСИ 22), а биће објављени у часопису Нуцлеар Материалс анд Енерги.