Una parte di u vacuum vacuum (u materiale di plasma) di u dispusitivu sperimentale di fusione è u futuru reactore di fusione entra in cuntattu cù u plasma.Quandu i ioni di plasma entranu in u materiale, quelli particeddi diventanu un atomu neutru è stà in u materiale.Se vistu da l'atomi chì cumponenu u materiale, i ioni di plasma chì entranu diventanu atomi di impurità.L'atomi di impurità migranu lentamente in spazii trà l'atomi chì cumpone u materiale è, eventualmente, si sparghjenu in u materiale.Per d 'altra banda, certi atomi di impurità tornanu à a superficia è sò di novu emessi à u plasma.Per a cunfinazione stabile di plasma di fusione, l'equilibriu trà a penetrazione di ioni di plasma in u materiale è a reemissione di atomi di impurità dopu a migrazione da l'internu di u materiale diventa estremamente impurtante.

U percorsu di migrazione di l'atomi di impurità à l'internu di i materiali cù una struttura di cristallu ideale hè stata ben elucidata in parechje ricerche.In ogni casu, i materiali attuali anu strutture policristalline, è dopu i camini di migrazione in e regioni di cunfini di granu ùn anu micca statu ancu clarificatu.In più, in un materiale chì tocca continuamente u plasma, a struttura cristallina hè rotta per l'incursione eccessiva di ioni di plasma.I camini di migrazione di l'atomi di impurità in un materiale cù una struttura cristallina disordinata ùn sò micca stati esaminati abbastanza.

U gruppu di ricerca di u prufissore Atsushi Ito, di l'Istituti Naziunali di Scienze Naturali NIFS, hà riesciutu à sviluppà un metudu per a ricerca automatica è rapida in quantu à i percorsi di migrazione in materiali chì anu geometria atomica arbitraria per mezu di dinamica moleculare è calculi paralleli in un supercomputer.Prima, piglianu un numeru numeru di picculi domini chì coprenu tuttu u materiale.

Dentru ogni picculu duminiu calculanu i camini di migrazione di l'atomi di impurità attraversu a dinamica moleculare.Quelli calculi di duminii chjuchi seranu finiti in pocu tempu perchè a dimensione di u duminiu hè chjuca è u nùmeru d'atomi da trattà ùn hè micca assai.Perchè i calculi in ogni picculu duminiu ponu esse realizati indipindentamente, i calculi sò realizati in parallelu cù u supercomputer NIFS, u Simulatore di Plasma, è u sistema di supercomputer HELIOS in u Centru di Simulazione Computazionale di u Centru Internaziunale di Ricerca di l'Energia di Fusione (IFERC-CSC), Aomori, Giappone.Nantu à u Simulatore di Plasma, perchè hè pussibule di utilizà 70 000 core CPU, calculi simultanei nantu à 70 000 domini ponu esse realizati.Cumminendu tutti i risultati di u calculu da i picculi duminii, i camini di migrazione nantu à tuttu u materiale sò ottenuti.

Un tali metudu di parallelizazione di super computer difiere da quellu spessu usatu, è hè chjamatu parallelizazione MPMD3).À NIFS, un metudu di simulazione chì usa in modu efficace a parallelizazione di tipu MPMD hè statu prupostu.Cumminendu a parallelizazione cù idee recenti in quantu à l'automatizazione, sò ghjunti à un metudu di ricerca automatica d'alta veloce per a strada di migrazione.

Utilizendu stu metudu, diventa pussibule di cercà facilmente u percorsu di migrazione di l'atomi di impurità per i materiali attuali chì anu cunfini di granu di cristalli o ancu materiali di quale a struttura di cristalli diventa disordinata da u cuntattu di longa durata cù u plasma.Studiendu u cumpurtamentu di a migrazione cullettiva di l'atomi di impurità in u materiale basatu annantu à l'infurmazioni riguardanti sta strada di migrazione, pudemu approfondisce a nostra cunniscenza in quantu à u bilanciu di particelle in u plasma è u materiale.Cusì sò anticipati miglioramenti in u confinamentu di plasma.

Questi risultati sò stati presentati in maghju 2016 à a 22a Conferenza Internaziunale nantu à l'Interazzione di a Superficia di Plasma (PSI 22), è seranu publicati in a rivista Nuclear Materials and Energy.