تطوير اندماج الهدف الممغنط عن طريق حل مشكلة عكسية باستخدام COMSOL Multiphysics

يتضمن نهج الاندماج المستهدف الممغنط الخاص بشركة General Fusion ضغط بلازما توكاماك الكروية لتحقيق ظروف الاندماج. سيشرح هذا العرض بالتفصيل كيفية استخدام برنامج COMSOL Multiphysics® في عرض الاندماج LM26، والذي بدأ تشغيله منذ فبراير 2025. في البداية، تم استخدام COMSOL® لنمذجة الضغط الميكانيكي المغناطيسي لحلقات وأسطوانات الليثيوم صغيرة الحجم. تم التحقق من صحة هذه النماذج ثنائية الأبعاد المتماثلة المحورية، والتي اقترنت بالميكانيكا الصلبة غير الخطية، والمجال المغناطيسي، ووحدات نقل الحرارة، مقابل الصور عالية السرعة والتشخيص بالليزر من تلك التجارب. وكانت النماذج التي تم التحقق من صحتها مفيدة في تحديد تصميم الضاغط LM26 وظروف التشغيل.

يتمثل التحدي الرئيسي في أن خصائص توازن البلازما ومعلمات نموذج بطانة الليثيوم تحتاج إلى تعديل أثناء طلقة الضغط. في حين تم إجراء بعض اختبارات المواد على عينات الليثيوم في التوتر والضغط، فإن النطاق الذي تم فحصه لم يكن كافياً لتغطية جميع الظروف التجريبية لـ LM26. للتغلب على ذلك، تم استخدام عملية إعادة بناء الاستدلال البايزي لحل مشكلة عكسية. بدأت هذه العملية بإعادة إنشاء تسلسل ضغط بطانة الليثيوم باستخدام مسح حدودي لنماذج COMSOL Multiphysics، والتي كانت مقيدة بقياسات إعادة بناء الضوء الهيكلية التجريبية (SLR) وقياس سرعة دوبلر الفوتون (PDV) في LM26. مكنت هذه الطريقة شركة General Fusion من توفير ظروف حدود تدفق مغناطيسي دقيقة لمحللات الديناميكية الهيدروديناميكية المغناطيسية (MHD) من طراز Grad-Shafranov. تم استخدام أدوات حل MHD بدورها لإعادة بناء توازن البلازما وتحديد ملفات كثافة البلازما اللازمة لحساب درجة حرارتها. يعد هذا العمل بالغ الأهمية، حيث تهدف شركة General Fusion إلى جعل LM26 يصل إلى درجة حرارة البلازما البالغة 1 كيلو إلكترون فولت، مع هدف مستقبلي يبلغ 10 كيلو إلكترون فولت.

*يرجى الاطلاع www.comsol.com/privacy لسياسة خصوصية COMSOL. اتصل بـ COMSOL على www.comsol.com/contact لمزيد من المعلومات.