Нужный контроль в термоядерных экспериментах обеспечит игровая видеокарта
В Вашингтонском университете (UW) впервые применили огромную вычислительную мощность игровой видеокарты (GPU) для управления прототипом термоядерного реактора, что в перспективе должно позволить создавать долгоживущую плазму в условиях, близких к тем, что требуются для управляемого термоядерного синтеза.
О своём достижении исследователи с факультета аэронавтики и астронавтики UW рассказали в статье для Review of Scientific Instruments.
Прежде они использовали более медленные или менее удобные для пользователя технологии для программирования своих систем управления. Но теперь команда обратилась к графическому процессору NVIDIA Tesla, изначально разработанному для приложений машинного обучения.
«Такой уровень производительности был востребован индустрией компьютерных игр и, в последнее время, машинным обучением, но эта видеокарта также представляет собой отличную платформу для управления плазмой», – сказал главный автор Кайл Морган (Kyle Morgan).
Как пояснил старший научный сотрудник UW, Крис Хансен (Chris Hansen), сложные и быстротекущие процессы в плазме требуют скорости и точности, обеспечиваемых GPU. «Если вы не можете угнаться за ними или если вы неправильно предсказываете реакцию плазмы, у неё есть неприятная привычка очень быстро прорываться в совершенно неправильном направлении», – сказал он.
Экспериментальный реактор команды UW самостоятельно генерирует магнитные поля полностью внутри плазмы, что делает его потенциально меньше и дешевле, чем реакторы на внешних магнитных полях. Прототип нагревает плазму примерно до миллиона градусов Цельсия. Это намного меньше 150 миллионов градусов, необходимых для термоядерного синтеза, но достаточно, чтобы изучать саму концепцию эксперимента.
Плазма образуется в трёх инжекторах устройства, а затем объединяется, естественным образом формируя объект в виде тора (бублик). Его время жизни составляет всего несколько тысячных долей секунды, поэтому команде нужно иметь действительно быстродействующий метод управления происходящим.
«Эта новая система позволяет нам опробовать более совершенные алгоритмы, которые могут обеспечить значительно лучший контроль, что может открыть мир новых приложений для плазменных и термоядерных технологий», – заявил Хансен.