近日，彼得大帝圣彼得堡理工大學(SPbPU)的一組科學家在國際熱核反應堆(ITER)項目的設計上取得了重要突破。這一成果由圣彼得堡理工大學“托卡馬克等離子體理論與建模”科學實驗室負責人弗拉基米爾·羅贊斯基向塔斯社透露。
據悉，圣彼得堡的物理學家在ITER項目歷史上首次對熱等離子體與反應堆壁的相互作用進行了復雜的計算。這些計算結果對于反應堆的設計至關重要，項目管理層據此決定采用鎢墻替代原先計劃的鈹墻。
國際熱核反應堆的結構非常復雜，其核心是一個托卡馬克裝置，通過磁場將等離子體加熱到超過1億度的高溫。同時，反應堆壁的溫度也高達一萬度，這對結構材料提出了極高的要求。為了應對這一挑戰，俄羅斯專家開發了一種創新的擴展網格數學方法。
弗拉基米爾·羅贊斯基解釋道：“我們將計算域劃分為許多單元，這些單元現在可以相對于磁場任意定位。以前，這種方法是不可能實現的。”通過這種方法，研究人員能夠更精確地模擬等離子體的行為，同時考慮到反應器的所有技術特征，包括凹槽、突起和放置的設備。
這些計算是在圣彼得堡理工大學和ITER項目的超級計算機上進行的，每次計算都需要計算機系統連續運行一個月。所獲得的數據為精確模擬等離子體的行為提供了可能，為反應堆的設計提供了重要的科學依據。
羅贊斯基表示，由于輻射安全和經濟可行性等方面的考慮，托卡馬克壁最初選擇的鈹材料被修改。圣彼得堡物理學家的計算證實了鎢作為替代材料的可靠性，這對于反應堆的進一步設計和建設具有重要意義。
國際熱核實驗堆是由俄羅斯、歐盟國家、美國、日本、中國、印度和韓國共同合作的項目，目前正在法國卡達拉切建設。該項目的目標是展示熱核能工業化利用的可能性，并開發必要的技術流程。
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