ផ្នែកមួយនៃនាវាខ្វះចន្លោះ (សម្ភារៈដែលប្រឈមមុខនឹងប្លាស្មា) នៃឧបករណ៍ពិសោធន៍លាយបញ្ចូលគ្នា និងរ៉េអាក់ទ័រ fusion នាពេលអនាគតមកប៉ះនឹងប្លាស្មា។នៅពេលដែលអ៊ីយ៉ុងប្លាស្មាចូលទៅក្នុងសម្ភារៈ ភាគល្អិតទាំងនោះក្លាយជាអាតូមអព្យាក្រឹត ហើយស្ថិតនៅខាងក្នុងសម្ភារៈ។ប្រសិនបើមើលពីអាតូមដែលផ្សំសម្ភារៈនោះ អ៊ីយ៉ុងប្លាស្មាដែលបានបញ្ចូលក្លាយជាអាតូមមិនបរិសុទ្ធ។អាតូមមិនបរិសុទ្ធធ្វើចំណាកស្រុកយឺតៗក្នុងចន្លោះរវាងអាតូមដែលផ្សំសម្ភារៈ ហើយនៅទីបំផុតពួកវាសាយភាយនៅខាងក្នុងសម្ភារៈ។ម៉្យាងវិញទៀត អាតូមមិនបរិសុទ្ធមួយចំនួនត្រឡប់ទៅលើផ្ទៃ ហើយត្រូវបានបញ្ចេញម្តងទៀតទៅកាន់ប្លាស្មា។សម្រាប់ការបង្ខាំងស្ថិរភាពនៃប្លាស្មា fusion តុល្យភាពរវាងការជ្រៀតចូលនៃអ៊ីយ៉ុងប្លាស្មាចូលទៅក្នុងវត្ថុធាតុ និងការបំភាយអាតូមមិនបរិសុទ្ធឡើងវិញបន្ទាប់ពីការធ្វើចំណាកស្រុកពីខាងក្នុងសម្ភារៈគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់។

ផ្លូវធ្វើចំណាកស្រុកនៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធនៅខាងក្នុងវត្ថុធាតុដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ល្អត្រូវបានបកស្រាយយ៉ាងល្អនៅក្នុងការស្រាវជ្រាវជាច្រើន។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្ភារៈជាក់ស្តែងមានរចនាសម្ព័ន្ធ polycrystalline ហើយបន្ទាប់មកផ្លូវធ្វើចំណាកស្រុកនៅក្នុងតំបន់ព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិមិនទាន់ត្រូវបានបញ្ជាក់នៅឡើយទេ។លើសពីនេះទៀត នៅក្នុងសម្ភារៈដែលប៉ះប្លាស្មាជាបន្តបន្ទាប់ រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ត្រូវបានខូចដោយសារតែការញុះញង់ច្រើនពេកនៃអ៊ីយ៉ុងប្លាស្មា។ផ្លូវធ្វើចំណាកស្រុកនៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធនៅខាងក្នុងសម្ភារៈដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់មិនប្រក្រតី មិនត្រូវបានពិនិត្យគ្រប់គ្រាន់ទេ។

ក្រុមស្រាវជ្រាវរបស់សាស្រ្តាចារ្យ Atsushi Ito នៃវិទ្យាស្ថានជាតិវិទ្យាសាស្ត្រធម្មជាតិ NIFS បានទទួលជោគជ័យក្នុងការបង្កើតវិធីសាស្រ្តសម្រាប់ការស្វែងរកដោយស្វ័យប្រវត្តិ និងរហ័សទាក់ទងនឹងផ្លូវធ្វើចំណាកស្រុកនៅក្នុងវត្ថុធាតុដែលមានធរណីមាត្រអាតូមបំពានតាមរយៈឌីណាមិកម៉ូលេគុល និងការគណនាប៉ារ៉ាឡែលនៅក្នុងកុំព្យូទ័រទំនើប។ទីមួយ ពួកគេយកដែនតូចៗជាច្រើនដែលគ្របដណ្តប់សម្ភារៈទាំងមូល។

នៅខាងក្នុងដែនតូចៗនីមួយៗ ពួកគេគណនាផ្លូវធ្វើចំណាកស្រុកនៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធ តាមរយៈឌីណាមិកម៉ូលេគុល។ការគណនានៃដែនតូចៗទាំងនោះនឹងត្រូវបានបញ្ចប់ក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លី ដោយសារតែទំហំនៃដែនតូច ហើយចំនួនអាតូមដែលត្រូវព្យាបាលមិនមានច្រើនទេ។ដោយសារតែការគណនាក្នុងដែនតូចនីមួយៗអាចធ្វើឡើងដោយឯករាជ្យ ការគណនាត្រូវបានអនុវត្តស្របគ្នាដោយប្រើ NIFS supercomputer, Plasma Simulator និងប្រព័ន្ធ supercomputer HELIOS នៅមជ្ឈមណ្ឌល Computational Simulation Center of International Fusion Energy Research Center (IFERC-CSC), Aomori, ជប៉ុន។នៅលើ Plasma Simulator ដោយសារតែវាអាចប្រើ 70,000 CPU cores ការគណនាដំណាលគ្នាលើ 70,000 domains អាចត្រូវបានអនុវត្ត។រួមបញ្ចូលគ្នានូវលទ្ធផលនៃការគណនាទាំងអស់ពីដែនតូចៗ ផ្លូវធ្វើចំណាកស្រុកលើសម្ភារៈទាំងមូលត្រូវបានទទួល។

វិធីសាស្រ្តប៉ារ៉ាឡែលនៃកុំព្យូទ័រទំនើបបែបនេះ ខុសពីអ្វីដែលគេប្រើញឹកញាប់ ហើយត្រូវបានគេហៅថា MPMD3)-type parallelization ។នៅ NIFS វិធីសាស្ត្រក្លែងធ្វើដែលមានប្រសិទ្ធភាពប្រើការប៉ារ៉ាឡែលប្រភេទ MPMD ត្រូវបានស្នើឡើង។ដោយរួមបញ្ចូលគ្នានូវភាពស្របគ្នាជាមួយនឹងគំនិតថ្មីៗទាក់ទងនឹងការធ្វើស្វ័យប្រវត្តិកម្ម ពួកគេបានមកដល់វិធីសាស្រ្តស្វែងរកដោយស្វ័យប្រវត្តិដែលមានល្បឿនលឿនសម្រាប់ផ្លូវធ្វើចំណាកស្រុក។

តាមរយៈការប្រើប្រាស់វិធីសាស្រ្តនេះ វាអាចស្វែងរកបានយ៉ាងងាយស្រួលនូវផ្លូវនៃការធ្វើចំណាកស្រុកនៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធសម្រាប់វត្ថុធាតុពិតដែលមានព្រំដែនគ្រាប់គ្រីស្តាល់ ឬសូម្បីតែវត្ថុធាតុដែលរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ខូចដោយសារទំនាក់ទំនងរយៈពេលយូរជាមួយប្លាស្មា។ការស៊ើបអង្កេតលើអាកប្បកិរិយានៃការធ្វើចំណាកស្រុកជាសមូហភាពនៃអាតូមមិនបរិសុទ្ធនៅខាងក្នុងសម្ភារៈដោយផ្អែកលើព័ត៌មានទាក់ទងនឹងផ្លូវធ្វើចំណាកស្រុកនេះ យើងអាចធ្វើឲ្យចំណេះដឹងរបស់យើងកាន់តែស៊ីជម្រៅទាក់ទងនឹងតុល្យភាពភាគល្អិតនៅក្នុងប្លាស្មា និងសម្ភារៈ។ដូច្នេះការកែលម្អនៅក្នុងការបង្ខាំងប្លាស្មាត្រូវបានរំពឹងទុក។

លទ្ធផលទាំងនេះត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងខែឧសភា ឆ្នាំ 2016 នៅក្នុងសន្និសីទអន្តរជាតិលើកទី 22 ស្តីពីអន្តរកម្មផ្ទៃប្លាស្មា (PSI 22) ហើយនឹងត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងទស្សនាវដ្តី Nuclear Materials and Energy។