图片来源：2024 EPFL/实验博物馆学实验室(EM+)

借助洛桑联邦理工学院(EPFL)开发的最新3D可视化技术，我们现在能够直观地看到核聚变在托卡马克(一种类似甜甜圈形状的容器)中是如何进行的。

在核聚变的3D可视化中，EPFL的实验室将来自托卡马克模拟和等离子体测试的数TB数据转化为可视化图像，展现了粒子如何在环形腔体内移动。托卡马克的内部是EPFL可变配置托卡马克(TCV)的精确复制品，其渲染基于该设备内部的扫描数据。

“为了生成一张图像，系统必须以每秒60帧的速度计算数千个移动粒子的轨迹，”实验室的计算机科学家Samy Mannane在EPFL发布的新闻稿中说。“我们甚至能够捕捉到反应堆壁上的石墨砖的磨损情况，这些石墨砖在TCV试运行期间会承受极高的温度。”

托卡马克内部核聚变的可视化。© 2024 EPFL / 实验博物馆学实验室 (EM+) – CC-BY-SA 4.0

托卡马克中的石墨片必须能够承受超过1.8亿华氏度(约1亿摄氏度)的高温，这一点在可视化中得到了精确的呈现。电子以红色显示，质子以绿色显示，而托卡马克的磁场则以蓝色表示。

“可视化背后的物理原理极其复杂，”EPFL瑞士等离子体中心的新任主任Paolo Ricci在同一新闻稿中指出。“托卡马克包含许多不同的运动部件：具有不同行为的粒子、磁场、加热等离子体的波、从外部注入的粒子、气体等。即使是物理学家也难以完全理解这一切。”

核聚变能源的前景是充满希望的——而这些清晰展示托卡马克内部运作的图像，让这一前景更加明亮。