科技日報記者 劉霞
受視頻游戲中確定子彈是否擊中目標(biāo)技術(shù)的啟發(fā)，韓國蔚山國立科學(xué)技術(shù)研究院開發(fā)出一種碰撞檢測新算法。新算法能識別虛擬核聚變裝置內(nèi)高速粒子的碰撞點(diǎn)，檢測速度較傳統(tǒng)方法提升了15倍，可顯著提高下一代反應(yīng)堆的設(shè)計效率和穩(wěn)定性。相關(guān)研究論文發(fā)表于《計算機(jī)物理通訊》雜志四月刊。
核聚變反應(yīng)堆通常被稱為“人造太陽”，依靠注入的高能中性粒子將反應(yīng)堆堆芯加熱至與太陽相似的溫度。這些粒子需要被精準(zhǔn)控制在反應(yīng)堆核心區(qū)域，一旦其中一些粒子“脫韁”撞擊反應(yīng)堆壁，輕則影響反應(yīng)效率，重則會破壞聚變過程。
傳統(tǒng)八叉樹算法會將空間劃分為不同部分，并檢查這些部分中是否存在粒子，如同用網(wǎng)格篩逐層過濾空間。新算法僅在必要時執(zhí)行計算，就像經(jīng)驗(yàn)豐富的交警，只在關(guān)鍵路口設(shè)卡檢查。
研究團(tuán)隊(duì)將該算法應(yīng)用于韓國超導(dǎo)托卡馬克高級研究聚變實(shí)驗(yàn)的虛擬孿生系統(tǒng)V-KSTAR。結(jié)果顯示，該算法檢測粒子碰撞的速度較此前方法提升了15倍。具體而言，新算法智能跳過99.9%的非必要計算，同時精確鎖定了7萬個三角網(wǎng)格中的風(fēng)險區(qū)域，且通過色彩可視化熱力集中區(qū)域。
研究團(tuán)隊(duì)稱，最新算法可用于中性粒子束模擬器升級，也可延伸至光學(xué)診斷設(shè)備內(nèi)光路分布優(yōu)化，以及分析磁場擾動等。未來，他們計劃借助圖形處理單元超級計算機(jī)，進(jìn)一步改善該算法的性能。
