Южнокорейские учёные разработали алгоритм, который в 15 раз быстрее предсказывает опасные столкновения частиц со стенками термоядерного реактора. Этот метод, созданный в Национальном институте науки и технологий Ульсана (UNIST), сокращает объём вычислений на 99,9%, используя подход, подсмотренный в технологиях разработки видеоигр.
В термоядерных реакторах плазму разогревают пучками частиц высокой энергии. Если такие частицы отклоняются и врезаются в стенку реактора, это может повредить установку и сорвать процесс синтеза. Отслеживание траекторий сотен тысяч частиц — сложная вычислительная задача.
Ранее для этого применялся метод Octree, постоянно анализировавший всё пространство реактора. Команда UNIST использовала иной принцип, подобный тем, что применяются в процессе оптимизации видеоигр: там проверка столкновений объектов происходит не непрерывно, а лишь когда они сближаются. Новый алгоритм активирует вычисления только при высокой вероятности столкновения частицы со стенкой. Это позволило отбросить 99,9% расчётов при отслеживании примерно 300 тыс. частиц.
Разработку успешно применили в Virtual KSTAR — цифровой копии корейского реактора KSTAR. Алгоритм помогает быстро выявлять участки стенок, где возможен перегрев из-за столкновений частиц, что упрощает работу конструкторов.
Ускоренный анализ повышает безопасность реакторов и позволяет быстрее вносить изменения в их конструкцию. Исследователи планируют использовать мощности суперкомпьютеров на графических процессорах, чтобы ещё больше повысить производительность метода.