803 ورقة بحثية
تقدم هذه الدراسة نموذج تعلم آلي قائم على تقنية "المحول" (transformer) تم تدريبه على 550 تفريغاً من مفاعل "وست" (WEST) توكاماك، والذي يتنبأ بسرعة ودقة بالمعلمات العالمية الرئيسية للبلازما من تكوينات ما قبل التفريغ، مما يوفر بديلاً فعالاً من الناحية الحسابية للأكواد القائمة على الفيزياء لأغراض التخطيط للتفريغ والتحكم في الوقت الفعلي.
تقدم هذه الورقة تطوير كود THEMIS ثلاثي الأبعاد متعدد الفيزياء لنمذجة تسخين موجات الهيليكون في البلازما الحلقية، كاشفةً أن تخميد لانداو الإلكتروني يهيمن على نظام التسخين، ومثبتةً أن مخطط إطلاق النافذة المتراجعة، مقترناً بهوائي حلزوني من نوع مضمار السباق المحسن، يمكن أن يزيد من كفاءة الاقتران بأكثر من رتبة مقدار واحدة مقارنة بالتصاميم التقليدية.
تكشف عمليات محاكاة "جايروكينيتيك" الكهروساتيكية العالمية لتوكاماك "أديتيا-يو" أن ضخ الغاز العابر يؤدي إلى تسطيح ملف كثافة الشعاع، مما يثبط اضطراب نمط الإلكترون المحاصر ويعزز درجة حرارة اللب ووقت حجز الطاقة كآلية تحكم نشطة.
تقدم الورقة البحثية TorbeamNN، وهو نموذج بديل يعتمد على تعلم الآلة يحقق تسريعًا يتجاوز 100 ضعف مقارنة بكود TORBEAM الفعلي في الوقت الحقيقي مع الحفاظ على دقة مطابقة للأصل، مما يتيح توجيهًا دقيقًا وفي الوقت الحقيقي لمرايا تسخين الإلكترونات عبر السيكلوترون في مفاعل KSTAR مع حد أدنى من خطأ التتبع يبلغ 0.5 سم.
تقيم هذه الورقة الاستقرار العددي لنماذج الفيزياء من خلال مقارنة قاعدة بيانات كبيرة من توازنات الحركية لـ DIII-D التي أُعيد بناؤها يدويًا مقابل أدوات CAKE وJAKE المؤتمتة، حيث وجدت أنه بينما تتوافق المعلمات القياسية بشكل جيد، تُظهر الكميات ذات المقاطع العرضية، مثل تيار بوستراب، تباينات كبيرة، رغم أن تصنيفات استقرار الالتواء المثالي تظل قوية في 90% من الحالات.
تُثبت هذه الورقة أن التعقيد الطيفي لمعادلة النقل الإشعاعي يسمح برتبة فعالة محدودة عبر تجانس مقياس يونغ (Young-measure homogenization)، مما يتيح تفكيكات "تنسور تري" (tensor train) منخفضة الرتبة عالية الدقة والكفاءة تتفوق بشكل كبير على التقريبات التقليدية مثل توزيع k المترابط (correlated-k distribution) عبر مختلف مصادر العتامة الجزيئية والذرية.
تبحث هذه الورقة في التشبع غير الخطي لأنماط الانتفاخ (ballooning modes) في الستيلاراتورات من خلال تطوير نموذج أنبوب تدفق تغايري لمعالجة أخطاء توازن القوى في التوازنات العددية، مما يثبت أن الحالات شبه المستقرة يمكن أن تؤدي إلى سلوك انفجاري يشبه الأنماط الموضعية عند الحافة (ELM-like) كما لوحظ في محاكاة وينديلشتاين 7-إكس.
تكشف المحاكاة العددية الهجينة أنه عندما يكون حجم النظام لنفاثات البلازما ضعيفة التصادم المتصادمة في قوس مغناطيسي مقارباً لنصف قطر لورمر الأيوني، فإن تأثيرات نصف قطر لورمر الأيوني المحدودة تقود ديناميكيات مكثفة، وتوسعاً مغناطيسياً، وإعادة اتصال، وموجات سطحية دورية أيونية، بينما تنتقل الأنظمة الأكبر إلى نظام مائع مغناطيسي مثالي أبطأ وأكثر استقراراً دون مثل هذه عدم الاستقرارات.
إن تطبيق مجال مغناطيسي بقوة 10 تسلا في عمليات الانفجار الداخلي بالدفع المباشر يعزز انبعاث الأشعة السينية الصلبة بمعامل قدره 1.5 عن طريق حصر وإعادة توجيه الإلكترونات الساخنة نحو الكبسولة عبر تشتت نمط المرآة، مما يقلل من شحن الكبسولة ويسلط الضوء على الحاجة الماسة لتخفيف عدم استقرار الليزر والبلازما لتعظيم كسب الاندماج.
تستخدم هذه الدراسة محاكاة "الجسيم داخل الخلية" ثلاثية الأبعاد لتوضيح أن الإلكترونات المحقونة خارجياً يمكنها تحقيق مكاسب في الطاقة تصل إلى حوالي 100 كيلو إلكترون فولت عبر مسافات بمقياس المتر في أدلة موجية مستطيلة مملوءة ببلازما منخفضة الكثافة، بشرماً بشرط تسريعها مسبقاً لتتطابق مع سرعة مجموعة نبضة الميكروويف وحقنها في أطوار مثالية.