Les recherches menées au Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) décrivent un exercice de validation pour des modèles simples utilisés pour comprendre les conditions de point chaud atteintes dans une implosion, qui trouvent un bon accord lorsqu’ils sont comparés à un ensemble de simulations.
Pour progresser vers l’allumage, il faut diagnostiquer avec précision les conditions actuelles et évaluer les paramètres de proximité pour les expériences d’implosion au National Ignition Facility (NIF) du LLNL. Les conditions du point chaud ne sont pas directement mesurées, mais plutôt déduites, souvent à l’aide de modèles simples à 0 et 1 dimension (1D).
“Lorsque nous réalisons des expériences d’allumage sur le NIF, nous disposons d’un éventail phénoménal de diagnostics qui peuvent mesurer de nombreux aspects du tir et de ses performances”, explique Alex Zylstra, physicien au LLNL. “Malheureusement, certaines choses qui nous intéressent vraiment pour la physique de la combustion ne sont pas directement mesurables, comme la pression ou la quantité d’énergie dans le point chaud.”
Cette image montre les tracés de distribution pour les paramètres du modèle : pression, température des ions, largeur et rayon de la brûlure. Crédit : LLNL
Les chercheurs s’appuient donc sur des modèles simples pour déduire ces quantités à partir des données. Mais pour que les résultats dérivés de ces déductions soient crédibles, les chercheurs doivent ensuite évaluer ces modèles.
Les résultats sont présentés dans Physique des plasmasLes physiciens du LLNL Zylstra, Ryan Nora, Prav Patel et Omar Hurricane sont les auteurs de l’article.
La recherche constitue également un exercice de validation beaucoup plus approfondi pour ces modèles simples, en utilisant plus de 20 000 simulations en 2D variant les performances ainsi que diverses choses qui peuvent “mal tourner” dans une expérience.
“Nous constatons que les modèles simples font toujours un assez bon travail sur une gamme raisonnable de paramètres”, a déclaré Zylstra. “Nous avons également commencé à utiliser un nouvel algorithme de Monte Carlo par chaîne de Markov pour produire des distributions probabilistes pour les quantités déduites sur la base des incertitudes de mesure des entrées.”
Hurricane a déclaré que ces modèles simples étaient importants pour évaluer certains des critères de combustion du plasma dans le rapport récemment publié par le LLNL. Nature articleainsi que les articles à venir.
“Ces modèles simples sont utilisés dans la littérature depuis un certain temps”, a déclaré M. Hurricane. “Ce qui est nouveau ici, c’est que le développement d”ensembles’ par le groupe de simulation cognitive au sein du programme ICF a maintenant produit des ensembles de simulation suffisamment grands pour soutenir ce genre d’études, en testant notre modèle par rapport à une vérité connue en utilisant les données synthétiques de la simulation.”
Référence : “Model validation for inferred hot-spot conditions in National Ignition Facility experiments” par A. B. Zylstra, R. Nora, P. Patel et O. Hurricane, 1er décembre 2021, Physique des plasmas.
DOI : 10.1063/5.0069366
