Sehemu moja ya chombo cha utupu (nyenzo inayokabili plasma) ya kifaa cha majaribio cha muunganisho na kiyeyezi cha baadaye cha muunganisho hugusana na plazima. Wakati ioni za plasma zinaingia kwenye nyenzo, chembe hizo huwa atomi ya neutral na kukaa ndani ya nyenzo. Ikionekana kutoka kwa atomi zinazounda nyenzo, ioni za plasma zilizoingia huwa atomi za uchafu. Atomi za uchafu huhamia polepole katika nafasi kati ya atomi zinazounda nyenzo na hatimaye, huenea ndani ya nyenzo. Kwa upande mwingine, baadhi ya atomi za uchafu hurudi kwenye uso na hutolewa tena kwenye plazima. Kwa kizuizi thabiti cha plasma ya muunganisho, usawa kati ya kupenya kwa ioni za plasma ndani ya nyenzo na utoaji tena wa atomi za uchafu baada ya kuhama kutoka ndani ya nyenzo inakuwa muhimu sana.

Njia ya uhamiaji ya atomi za uchafu ndani ya nyenzo zilizo na muundo bora wa fuwele imefafanuliwa vizuri katika tafiti nyingi. Hata hivyo, nyenzo halisi zina miundo ya polycrystalline, na kisha njia za uhamiaji katika mikoa ya mipaka ya nafaka hazikuwa zimefafanuliwa bado. Zaidi ya hayo, katika nyenzo ambazo hugusa plasma mara kwa mara, muundo wa kioo huvunjwa kutokana na uingizaji mkubwa wa ioni za plasma. Njia za uhamiaji za atomi za uchafu ndani ya nyenzo zilizo na muundo wa fuwele zilizoharibika hazikuwa zimechunguzwa vya kutosha.

Kundi la utafiti la Profesa Atsushi Ito, wa Taasisi za Kitaifa za Sayansi Asilia NIFS, limefaulu kutengeneza mbinu ya utaftaji wa kiotomatiki na wa haraka kuhusu njia za uhamiaji katika nyenzo zilizo na jiometri ya atomi ya kiholela kupitia mienendo ya molekuli na hesabu sambamba kwenye kompyuta kuu. Kwanza, huchukua idadi kubwa ya vikoa vidogo vinavyofunika nyenzo nzima.

Ndani ya kila kikoa kidogo wanakokotoa njia za uhamiaji za atomi za uchafu kupitia mienendo ya molekuli. Mahesabu hayo ya vikoa vidogo yatakamilika kwa muda mfupi kwa sababu saizi ya kikoa ni ndogo na idadi ya atomi za kutibiwa sio nyingi. Kwa sababu hesabu katika kila kikoa kidogo zinaweza kufanywa kwa kujitegemea, hesabu hufanywa kwa sambamba kwa kutumia kompyuta kuu ya NIFS, Simulator ya Plasma, na mfumo wa kompyuta mkuu wa HELIOS katika Kituo cha Uigaji wa Kompyuta cha Kituo cha Kimataifa cha Utafiti wa Nishati ya Fusion (IFERC-CSC), Aomori, Japani. Kwenye Simulator ya Plasma, kwa sababu inawezekana kutumia cores 70,000 za CPU, mahesabu ya wakati mmoja juu ya vikoa 70,000 yanaweza kufanywa. Kuchanganya matokeo yote ya hesabu kutoka kwa vikoa vidogo, njia za uhamiaji juu ya nyenzo nzima zinapatikana.

Njia kama hiyo ya kusawazisha ya kompyuta bora inatofautiana na ile inayotumiwa mara nyingi, na inaitwa usawazishaji wa aina ya MPMD3). Katika NIFS, mbinu ya uigaji ambayo hutumia kwa ufanisi ulinganifu wa aina ya MPMD ilikuwa imependekezwa. Kwa kuchanganya ulinganifu na mawazo ya hivi majuzi kuhusu uwekaji kiotomatiki, yamefikia njia ya utafutaji ya kiotomatiki ya kasi ya juu ya njia ya uhamiaji.

Kwa kutumia njia hii, inakuwa rahisi kutafuta kwa urahisi njia ya uhamiaji ya atomi za uchafu kwa nyenzo halisi ambazo zina mipaka ya nafaka ya fuwele au hata nyenzo ambazo muundo wa fuwele huchanganyikiwa kwa kuwasiliana kwa muda mrefu na plasma. Kuchunguza tabia ya uhamiaji wa pamoja wa atomi za uchafu ndani ya nyenzo kulingana na taarifa kuhusu njia hii ya uhamiaji, tunaweza kuongeza ujuzi wetu kuhusu usawa wa chembe ndani ya plasma na nyenzo. Kwa hivyo uboreshaji katika kizuizi cha plasma unatarajiwa.

Matokeo haya yaliwasilishwa Mei 2016 katika Mkutano wa 22 wa Kimataifa wa Mwingiliano wa Uso wa Plasma (PSI 22), na yatachapishwa katika jarida la Nyenzo za Nyuklia na Nishati.