?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Table of Tokamaks

Кстати, есть замечательный английский автор Nick Balshaw, который является инженером на токамаке JET и писал в свое время shutdown weekly - еженедельный обзор процесса двухлетнего апгрейда токамака в 2010-2011 годах. Я все собираюсь написать краткую выжимку по этому прекрасному блогу, да дочитать пока времени нет, не то что написать.


Ник в комнате управления JET.

Так вот, у него есть сайт http://www.tokamak.info/, где собран максимум информации по всем токамакам мира (ничего более подробного даже близко не видел) и главное - таблица токамаков мира с их достижениями, статусом и особенностями. А главное - есть вся эта информация в виде одной таблицы

Comments

( 19 comments — Leave a comment )
vladimir690
Sep. 13th, 2016 04:01 pm (UTC)
Вспомнилась притча про ученых со связанными глазами ,которые пытались определить что за предмет перед ними стоит.
Так и с плазмой - построили несколько сотен мелких установок ,а все равно до сих пор не знают всех ее свойств и возможно ли это вообще,а уж про составление цельной картины ...

Edited at 2016-09-13 04:02 pm (UTC)
tnenergy
Sep. 13th, 2016 05:37 pm (UTC)
>Так и с плазмой - построили несколько сотен мелких установок ,а все равно до сих пор не знают всех ее свойств и возможно ли это вообще,а уж про составление цельной картины ...

Вопрос уже давно не физический (ну почти что не физический), а инженерно-экономический. Известно, что можно построить установку добывающую энергию из термоядерного синтеза, вопросы в том, насколько она будет нужна.

А насчет "нескольких сотен" - если взять техническую низкотемпературную плазму (а это все электронно-вакуумные устройства, от триодов до CVD-установок, от люминисцентных ламп до генерации озона) - то тут счет пойдет на десятки тысяч установок, и все равно есть что исследовать.
vladimir690
Sep. 14th, 2016 09:27 am (UTC)
Просто когда начинается попытка масштабировать мелкую установку в большую обязательно случается какой-нибудь казус ,нередко заставляющий вообще закрыть проект.То есть никто толком не знает как поведет себя плазма в бОльшем пространстве,фактически приходится экспериментировать на ощупь. Поэтому под вопросом еще прохождение скейлинга для Три Альфа как и новосибирского ГДЛ .Также в обстоит дело и в случае гиганта ITER и его дальнейшего развития в виде DEMO и тем более гипотетического PROTO,и если Три Альфа и ГДЛ еще относительно дешевые ,то один ITER превосходит обоих на порядок по затратам, и такой провал может надолго заморозить все попытки создания УТС,поэтому ,имхо, в идеале желательно бы все это для начала смоделировать на суперкомпьютере,чтобы не попадать на очередные грабли.

tnenergy
Sep. 14th, 2016 09:51 am (UTC)
>Просто когда начинается попытка масштабировать мелкую установку в большую обязательно случается какой-нибудь казус ,нередко заставляющий вообще закрыть проект.

Скорее "иногда". Плазмисты говорят так: "плазма - очень комплексное явление, много коллективных эффектов - начинаешь тащить один параметр, а в каких-то неожиданных местах вылезает его проявления". Тем не менее эффект неожиданности за 50 лет разработок сильно снизился.

>Поэтому под вопросом еще прохождение скейлинга для Три Альфа как и новосибирского ГДЛ .

Под вопросом. Но установки у них относительно небольшие и недорогие, поэтому вопрос можно закрыть, не напрягая все научные бюджеты мира.

>Также в обстоит дело и в случае гиганта ITER и его дальнейшего развития в виде DEMO и тем более гипотетического PROTO

Считается, что сотней токамаков скейлинг ITER промерен и проверен весьма уверенно (кстати, впервые его формула выведена Петром Юшмановым и другими в 1992 году - одним из лидеров Три Альфа сегодня). Консервативная оценка самих ИТЭРовцев по неточности параметра тау в своем скейлинге (время энергетического удержания) +-5%, кстати, +5% означает возможность зажигания в ИТЭР, не много ни мало.

>имхо, в идеале желательно бы все это для начала смоделировать на суперкомпьютере,чтобы не попадать на очередные грабли.

По оценкам специалистов, для того, что бы моделировать объемы плазмы с ИТЭР из первых принципов (даже не совсем из первых - с некоторыми упрощениями, типа Власовских уравнений) нужна мощность на уровне десятков экзафлопс минимум, а лучше сотен. Пока это далеко от возможностей, доступных ученым.


vladimir690
Sep. 14th, 2016 10:40 am (UTC)
>для того, что бы моделировать объемы плазмы с ИТЭР из первых принципов нужна мощность на уровне десятков экзафлопс минимум, а лучше сотен.

Это для гиганта ИТЭРа (высота вакуумной камеры 11 метров ,объём рабочей полости 1400 м3),а вот если посчитать хотя бы для Три Альфы и ГДЛ - они же вроде меньше по размеру ,соответственно и им не потребуются такие запредельные мощности суперкомпьютера ,может им для просчета хватит современного китайского лидера с мощностью в 100 петафлопс?Кстати,будущая 100 мегаваттная установка от Локхида относительно небольшая - как раз должна помещаться в контейнер.

Edited at 2016-09-14 10:56 am (UTC)
tnenergy
Sep. 14th, 2016 11:02 am (UTC)
>а вот если посчитать хотя бы для Три Альфы и ГДЛ - они же вроде меньше по размеру ,соответственно и им не потребуются такие запредельные мощности суперкомпьютера ,может им для просчета хватит современного китайского лидера с мощностью в 100 петафлопс?

Не знаю, Три Альфа очень активно моделирует свои установки, у них много всяких кодов написано для этого. В ИЯФ есть код DOL, на котором тоже проекты считаются. Но все равно эксперимент пока несет больше информации.

По локхидовской установке есть очень серьезные сомнения, что инженерно она реализуема, хотя с точки зрения физики идея может оказаться верной.
tnenergy
Sep. 14th, 2016 11:04 am (UTC)
>может им для просчета хватит современного китайского лидера с мощностью в 100 петафлопс?

Кстати, по нему тоже есть недопонимание, каким образом получены 100 петафлопс. Есть мысли, что это не совсем честные 100 петафлопс, а довольно сильно заточенные на решение LINPAСK.

Про него:
"Вычислительная эффективность на тесте HPL (Linpack) составила 74% от теоретической производительности. В то же время на более сложном тесте HPCG система показала лишь 0.3% от пикового уровня (некоторые системы достигают 1-3%), что свидетельствует об относительно медленной памяти и недостаточной пропускной способности сети. Для SW26010 соотношение пиковых флопсов к пропускной способности памяти составляет 22.4 флоп/байт (для сравнения, у Intel Knights Landing 7.2 флоп/байт). Также Донгарра отметил, что в системе сравнительно немного оперативной памяти, всего 1.3 ПБ (у Tianhe-2 — 1.4 ПБ, у американского Titan, занимающего уже 3-е место в Top500 — 0.71 ПБ)."

Edited at 2016-09-14 11:07 am (UTC)
Андрей Гаврилов
Sep. 16th, 2016 10:27 am (UTC)
отвечает Александр Друздь k155la3:

(1 сентября 2016 ( ветка комментариев https://geektimes.ru/post/279868/#comment_9544890 ))

k155la3>
Плазма невычислима ab initio. Ну, на практике.
Поэтому любое вычисление будет сводиться к применению некоей модели, а доверие к вычислению - к доверию к модели.

В аэродинамике можно откатиться к простой в своих предположениях МД и (ценой жуткого роста потребной мощности) промоделировать то, для чего обобщённых описаний ещё нет - гиперзвуковые потоки, турбулентное горение и т.п.
Для плазмы такая простая модель практически невычислима.

Поэтому для термояда компы дали очень мало (ну, в сравнении с тем, что можно было б ожидать).
____
Xaliuss>
То есть, как я понимаю, плазма моделируется сейчас в общем - основные характеристики вроде вероятности реакций того или иного типа в зависимости от температуры и плотности, но детальное моделирование её как объекта в целом, сейчас малореально, и дополнительная числовая мощь слабо в этом помогает?

Кроме самой плазмы есть и всё, что её окружает. Магниты, сверхпроводники, структура установки. Здесь проблем с прямых проблем с плазмой по идее нет, и соответственно продумывать должно быть легче. Наверно поэтому появляются импульсные идеи, чтобы свести проблемы удержания плазмы к минимуму, как самую непонятную.
____
Нет, не совсем: просто плазма очень особый объект: заряженная частица влияет не только на соседа, но и на триллионы частиц вокруг (в пределах т.н. дебаевского радиуса).
Поэтому моделирование поведение даже жалких миллионов частиц становится технически нереальным.
При этом частицы быстрые - тысячи км/с, за микросекунду ион может не то чтоб повлиять триллионы раз на триллионы частиц, но и пересечь ловушку из конца в конец.
А характерные масштабы моделирования (которые нужно оделировать обязательно целиком, иначе смысле нет) - 10Е22-25 частиц, кубометры, и единицы секунд. Задача <честным образом> невычислима.

Поэтому приходится вводить упрощения, чтобы в вычислениях иметь дело с <температурой>, <вихрями>, <течениями>, а эти упрощения очень зависят от представлений автора модели, от конкретной ловушки, и - что самое плохое - в принципе не могут предсказать много того, о чём не знает ещё сам автор. :) Из чего следует малополезность вычислений вообще: всё равно чуть в сторону - и на железе смотреть надо.
И это не временный затык: Там такой разрыв в вычислительных возможностях и потребностях, который мы никогда не закроем.

Магниты, структура - это инженерия, а она, конечно, и круто продвинулась, и много выигрывает от компов (без компов CAD/CAM формы какого-нить стелларатора напильниками пилить было б тем ещё удовольствием).

Импульсные идеи не сводят проблемы удержания к минимуму, с этой иллюзией расстались в 60-е. Там просто другие проблемы удержания. Но тоже - неустойчивости, срывы, турбулентность, охлаждение, неравновесность: С точки зрения плазмы любой <импульсный>, мгновенный для нас процесс - целая эпоха, там совсем другие характерные времена.
_____

(продолжение следует)


Edited at 2016-09-16 10:37 am (UTC)
tnenergy
Sep. 16th, 2016 10:57 am (UTC)
На самом деле с процитированным товарищем можно согласится только частично:

Да, все моделируют макрочастицы, в гирокинетическом приближении, и действительно этот подход имеет засаду в виде того, что новых эффектов, которые зарождаются на масштабах меньше, чем моделирует система мы не увидим и не учтем. Тем не менее наличие хорошего аналитического базиса позволяет довольно уверенно определять масштаб макрочастиц. Для моделирования ИТЭР не так давно, например, использовалось 10^10 частиц вместо 10^22, которые будут в этом объеме в реальном реакторе.
http://www-ljk.imag.fr/membres/CHANT/Documents/GRANDGIRARD_IHP.pdf
https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-01153011v3/document

Моделирование плазмы не позволяет находить новые, неизвестные, свойства плазмы, но позволяет исследовать известные, оптимизировать установки и т.п.
Андрей Гаврилов
Sep. 17th, 2016 12:32 pm (UTC)
да, помощь оказывают, то, что известно, посчитать могут, но.... "новых эффектов ... мы не увидим и не учтем".

Отдельной строкой стоит добавить замечание от А.Д.Б., который иллюстрировал тезис о том, что компьютерное моделирование не спасает, примером про то, что даже когда результаты моделирования начинают воспроизводить известный феномен (например, обнаруженный, но все-таки имеющий непонятную природу), то понимания это, бывает, не прибавляет (не прибавляет "автоматом", в кго примере - как было непонятно, что и почему происходит, так и осталось, ЕМНИП).

В целом же это возражение против обывательского "построим суперкомпьютер побольше, и смоделируем все" (смоделируем из первых принципов, ибо "смоделируем все"). В таком раскладе - нет, от слова "никогда".
Андрей Гаврилов
Sep. 16th, 2016 10:39 am (UTC)
(продолжение)


Xaliuss>
Как я понял, в результате процесс моделирования работы с плазмой носит немного итеративный характер? Придумывают много разных математических моделей, просчитывают их, проводят эксперименты на их основе, смотрят на данные, выбирают модели лучше подходящие под эксперимент, и дорабатывают их и/или придумывают новые. Соответственно ИТЭР просто необходим как источник информации, без которой продвижение дальше в рамках парадигмы токамаков будет заметно медленней, но информация будет как-то полезна всем. И может, после определенного числа итераций, найдутся упрощения, позволяющие надежно получать энергию в термоядерных реакторах конкретных типов.
____
Что-то вроде.
Только всё сильно усугубляется сложностью моделей: бывает плазмисты-токамачники не понимают плазмистов с открытых ловушек из-за накопившихся различий. А то люди. С универсализацией софта всё ещё хуже. Вообще, моделирование плазмы застыло где-то в детстве. И сильно продвинуться мы не можем, потому что нет надежды ни в каком обозримом будущем получить адекватные вычислительные мощности. Там разница не в какие-то жалкие триллионы-квинтиллионы раз, а вообще кошмарная.
(The End)
_________
* - тут в: "просто плазма очень особый объект: заряженная частица влияет не только на соседа, но и на триллионы частиц вокруг (в пределах т.н. дебаевского радиуса)" в авторском тексте под выделенным идет ссылка на https://ru.wikipedia.org/wiki/Дебаевская_длина

P.S. У Валентина есть неопубликованное [его] интервью Алексея Беклемишева, там Алексей примерно то же самое говорит про моделирование плазмы, - "нет, прогресс связан не с ним, нет, оно не поможет" - в этом духе, ЕМНИП.

P.P.S.
Еще раз:
"И сильно продвинуться мы не можем, потому что нет надежды ни в каком обозримом будущем получить адекватные вычислительные мощности. Там разница не в какие-то жалкие триллионы-квинтиллионы раз, а вообще кошмарная".


Т.е. простыми словами: забудьте. Суперкомпьютеры не помогут.

Edited at 2016-09-16 10:42 am (UTC)
tnenergy
Sep. 16th, 2016 10:59 am (UTC)
Насчет оценки мощностей - неуверен. Каждые 2-3 порядка новых мощностей позволяют ввести дополнительные эффекты, которые позволяют уменьшить консерватизм новых плазменных установок. Исследования из первых принципов тоже неплохо работают, только масштаб нужно брать маленький - например кубический миллиметр термоядерной плазмы уже можно моделировать из первых принципов.
Андрей Гаврилов
Sep. 17th, 2016 12:34 pm (UTC)
да, на это я, получается, выше ответил, в примере от/про А.Д.Б.

Я пока тут на стороне плазмистов таки. "Доктор сказал в морг, значит в морг".
vladimir690
Sep. 17th, 2016 12:14 pm (UTC)
То есть не стоит рассчитывать даже на гипотетический квантовый компьютер в качестве интрумента для такого брутфорса?

з.ы.
Как нашли запись?
:)

Edited at 2016-09-17 12:15 pm (UTC)
Андрей Гаврилов
Sep. 17th, 2016 12:38 pm (UTC)
насколько я понимаю предметную область/ проблему/ задачу/ инструменты - то да, даже с квантовым. Вот в ядерной физике, физхимии/ химии "из первых принципов" (с низов, до фолдинга белка), материаловедении, etc ждать в свете их появления прорывов стоит, тут же проблема другого рода мешает, и квантовые вычисления от нее не спасают.
vladimir690
Sep. 17th, 2016 01:03 pm (UTC)
"Против лома нет приема"(с)
Жалко..
Андрей Гаврилов
Sep. 17th, 2016 12:39 pm (UTC)
совершенно случайно нашел.

Искал совсем другое. Удивился, увидев даты (посмотрел на них из-за содержания).
Андрей Гаврилов
Sep. 16th, 2016 10:57 am (UTC)
P.S. ваши сведения про Локхид устарели, ЕМНИП
>Кстати,будущая 100 мегаваттная установка от Локхида относительно небольшая - как раз должна помещаться в контейнер.

- увы и ах, "однако, за время пути, собачка смогла подрасти". В часовой (полуторочасовой?) лекции/ докладе, что Tom McGuire делал про оную установку год назад (в августе 2015-го) в pppl, фигурировали уже размеры в 7x10 метров.

Я, может что-то не понимаю в морских контейнерах, но не думаю, что настолько сильно. Это уже выходит за их габариты.

Почему собачка подросла - можно догадаться, для D+T реакции миксина (с учетом нейтронной защиты сверхпроводника в несколько длин пробегов нейтронов) будет метровой толщины минимум (слова не мальчика, но мужа Алексей Беклемишева, кстати, но то же самое и Валентин вам скажет, уверен, если спросите).
vladimir690
Nov. 30th, 2016 02:38 pm (UTC)
( 19 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

December 2017
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Page Summary

Powered by LiveJournal.com