项目周期大大缩短！科学家用超算助力激光聚变研究

发布时间：2023-10-26 13:23:04 所属栏目：动态来源：

导读：　　最近，罗彻斯特大学激光能量学实验室购买了新的高性能电脑，以运行他们的激光核融合项目。新的超级计算机使该实验室的计算能力提高了4倍，并将完成某些项目所需的时间从30周缩短到几天。

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　　最近，罗彻斯特大学激光能量学实验室购买了新的高性能电脑，以运行他们的激光核融合项目。新的超级计算机使该实验室的计算能力提高了4倍，并将完成某些项目所需的时间从30周缩短到几天。

　　罗彻斯特大学激光能量学实验室（LLE）是世界上仅有的几个研究激光驱动惯性约束聚变（ICF）的设施之一，科学家们将这些设施国家安全目的，并从核聚变中获取能量。

　　该实验室的理论部门主任和科学家Valeri Goncharov表示：“位于大学的一台新的超级计算机，将使研究人员能够以前所未有的细节在三维空间模拟ICF中复杂的高能量密度现象。”

　　“例如，要直接测量内爆中微米级目标缺陷的演变是非常困难的，如果不是不可能的话。然而，详细的3D模拟可以模拟这种现象如何改变更容易测量的实验观察结果，”Goncharov解释称，“发现模拟结果和实验数据之间的相关性将有助于确定实验中亚尺度目标特征和其他复杂物理效应的重要性。”

　　该机器名为“Conesus”，由英特尔制造，并与戴尔技术公司和劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）合作开发。它是目前全球仅有的7个英特尔第四代Sapphire Rapids系统之一，也是美国仅有的两个系统之一。“世界超级计算机500强”（TOP500 List）项目始于1993年，每年会发布两次世界最强大超级计算机的最新名单。

　　罗彻斯特大学激光能量学实验室拥有两个非常强大的激光器——Omega和Omega EP——研究人员用来进行研究，包括那些涉及ICF的研究。去年，科学家们在LLNL的国家点火装置（NIF）取得了点火（即产生净能量增益的聚变反应）方面的突破，这项工作建立在这一突破的基础上。

　　该实验室高性能计算小组的负责人William Scullin表示：“每天大约有10次，我们的激光器被用来在罐子里制造一颗能量巨大的星星。”

　　但通往激光驱动惯性约束聚变（ICF）的道路始于超级计算机对材料、激光器和实验本身进行建模这种抽象和分解的方法。

　　Scullin表示：“我们有1D、2D和3D建模能力来模拟惯性约束聚变。我们模拟极端温度和压力下的材料和等离子体。高功率激光器不是商业上可用的组件。因此，我们在内部设计了很多我们自己的光学和激光系统。此外，还有越来越多的统计工作要做。”

　　根据Scullin的说法，随着统计分析需求的增加，计算科学家正在探索如何使用机器学习来从旧数据和新数据中发现什么。为了使这些发现成为可能，LLE需要新的计算资源。

　　Scullin称，Conesus将为科学家提供计算资源，以收集更多数据并进行更高分辨率的研究，包括在更大的数据集上使用机器学习。在早期系统上可能需要30周才能完成的项目，使用Conesus可以在几天内完成。

　　Conesus已经计划了几个项目，包括测试Omega激光系统低温内爆的统计模型；模拟α粒子停止和燃烧等离子体；研究液晶，产生大的响应，具有非常高的热稳定性。

　　罗彻斯特大学激光能量学实验室（LLE）将容纳两台25千兆瓦的激光器，这是美国国家科学基金会（NSF）在罗切斯特大学支持的一个项目的一部分，该项目预算为1800万美元，时间为3年。作为该项目的一部分，实验室将建立一个名为EP-OPAL的新设施，该设施将致力于研究超高强度激光与物质的相互作用。这项工作将在未来几年内进行，预计将在2024年结束。该项目的目标是开发出一种可以穿透大气层的激光器，并将其用于太空探索任务。

（编辑：聊城站长网）

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