Hiji bagian tina wadah vakum (bahan nyanghareup plasma) tina alat eksperimen fusi sarta reaktor fusi hareup datang kana kontak jeung plasma. Nalika ion plasma asup kana bahan, partikel-partikel éta janten atom nétral sareng tetep di jero bahan. Lamun ditingali tina atom-atom nu nyusun bahan, ion plasma nu asup jadi atom najis. Atom najis migrasi lalaunan dina interspaces antara atom nu nyusun bahan sarta ahirna, aranjeunna diffuse jero bahan. Di sisi anu sanés, sababaraha atom najis balik deui ka permukaan sareng dipancarkeun deui kana plasma. Pikeun kurungan stabil plasma fusi, kasaimbangan antara penetrasi ion plasma kana bahan jeung émisi ulang atom najis sanggeus migrasi ti jero bahan jadi pohara penting.

Jalur migrasi atom najis di jero bahan sareng struktur kristal idéal parantos dijelaskeun dina seueur panalungtikan. Sanajan kitu, bahan sabenerna mibanda struktur polycrystalline, lajeng jalur migrasi di wewengkon wates sisikian teu acan jelas. Salajengna, dina bahan anu terus-terusan némpél plasma, struktur kristal rusak kusabab asupan kaleuleuwihan ion plasma. Jalur migrasi atom-atom najis di jero bahan kalayan struktur kristal anu teu kaganggu teu acan cekap ditaliti.

Grup panalungtikan Professor Atsushi Ito, National Institutes of Natural Sciences NIFS, geus junun ngamekarkeun hiji metodeu pikeun pilarian otomatis tur gancang ngeunaan jalur migrasi dina bahan ngabogaan géométri atom sawenang ngaliwatan dinamika molekular jeung itungan paralel dina superkomputer. Kahiji, aranjeunna nyandak kaluar sababaraha jumlah domain leutik nu nutupan sakabéh bahan.

Dina unggal domain leutik maranéhna ngitung jalur migrasi atom najis ngaliwatan dinamika molekular. Éta itungan domain leutik bakal réngsé dina waktu anu singget sabab ukuran domain anu leutik sareng jumlah atom anu bakal dirawat henteu seueur. Kusabab itungan dina unggal domain leutik bisa dilaksanakeun sacara mandiri, itungan dilaksanakeun sajajar ngagunakeun superkomputer NIFS, Plasma Simulator, jeung sistem superkomputer HELIOS di Pusat Simulasi Komputasi International Fusion Energy Research Center (IFERC-CSC), Aomori, Jepang. Dina simulator Plasma, sabab mungkin ngagunakeun 70.000 inti CPU, itungan simultaneous leuwih 70.000 domain bisa dipigawé. Ngagabungkeun sakabéh hasil itungan tina domain leutik, jalur migrasi ngaliwatan sakabeh bahan dicandak.

Metoda parallelization misalna tina super komputer béda ti hiji mindeng dipaké, sarta disebut MPMD3) -type parallelization. Di NIFS, metode simulasi anu efektif ngagunakeun paralelisasi tipe MPMD parantos diajukeun. Ku ngagabungkeun parallelization jeung gagasan panganyarna ngeunaan automatization, aranjeunna geus anjog di speed tinggi metoda pilarian otomatis pikeun jalur migrasi.

Ku ngagunakeun metodeu ieu, tiasa gampang milarian jalur migrasi atom-atom najis pikeun bahan-bahan saleresna anu gaduh wates sisikian kristal atanapi bahkan bahan-bahan anu struktur kristalna kaganggu ku kontak lila-lila sareng plasma. Nalungtik paripolah migrasi koléktif atom najis jero bahan dumasar kana informasi ngeunaan jalur migrasi ieu, urang bisa deepen pangaweruh urang ngeunaan kasaimbangan partikel di jero plasma jeung bahan. Ku kituna perbaikan dina kurungan plasma diantisipasi.

Hasil ieu dibere dina Méi 2016 dina Konferensi Internasional 22nd on Plasma Surface Interaction (PSI 22), sarta bakal diterbitkeun dina jurnal Nuclear Materials and Energy.