在美国能源部橡树岭国家实验室超级计算机助力下，太阳核反应有望在地球上用于发电。总部位于诺克斯维尔的初创公司Type One Energy Group计划于2030年建成全球最先进的仿星器聚变装置，随后打造试验性发电厂，预计2030年代中期实现商业化聚变能生产。其团队在《等离子体物理学杂志》发表六篇系列论文，阐述试验性发电厂概念。

Type One Energy首席科学家Walter Guttenfelder表示，目标是在十年内建成试验工厂，且希望更快打造功能性原型，当前科学认知成熟，无显著阻碍，且离不开橡树岭国家实验室(ORNL)领先计算机技术。

该公司原型机“无限一号”不发电，但可展示设计成果，为试点工厂“无限二号”铺路，“无限二号”将为电网提供350兆瓦有效输出功率。公司估计，ORNL已停止运行的Summit超级计算机提供的详细模型，使项目从绘图到落地时间缩短至少一年。计算科学家Noah Mandell称，这种高保真性能预测以前从未用于设计聚变电站，“顶峰”核电站规模对计算必不可少。

聚变是两个原子核结合形成单个原子核，质量差转化为原始能量，为太阳和恒星供能，也为人类带来无限能源希望。但科学家和工程师需先实现核聚变安全、可靠、持续大规模进行。

仿星器用超导电磁线圈限制由氢同位素氘和氚组成的等离子体，温度比太阳核心高10倍，平均温度达1.5亿摄氏度。古滕费尔德称，因太阳质量大，地球需更高温度让核心适合聚变，目前模型不够大，无法实现商业规模能量生产。

世界上最大的仿星器是德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所的温德尔斯坦7-X，半径5.5米。Type One Energy工程师预计，需半径约其两倍的设备才能实现商业化聚变。

要解决的主要风险是等离子体湍流，其过多会使仿星器核心泄漏能量，无法达到聚变温度。传统解决方案是建造更大机器或产生更强磁场，仿星器独特灵活性提供第三种方案：优化形状控制湍流。

模拟湍流和预测仿星器性能所需计算能力超出Type One Energy内部计算机能力，其团队求助于橡树岭领导力计算设施(ORNL Summit超级计算机所在地)。Summit的高分辨率建模功能助其开发知识和工具，确认优化仿星器是聚变发电厂的经济可行概念。

Summit速度达每秒200千万亿次浮点运算，与计算物理学家Guillaume Le Bars等人开发的专为GPU量身定制的GX代码匹配，可求解非线性五维方程。Mandell称，研究进行了两组计算，此前从未有人用这种规模湍流模拟设计聚变装置，“顶峰”让其做到。

该团队在Summit上进行250,000个节点小时模拟，确定最有前景设计，详情发表于研究论文。古滕费尔德表示，正专注原型和中试工厂建设，同时希望在某些领域进一步研究，Summit助其进行数千次评估，做出设计选择，发现新探索领域，让其有信心推进选定设计。

该团队希望使用Summit更快、更强大的继任者Frontier(速度约每秒2百亿亿次浮点运算)进一步完善设计。这项研究获美国能源部科学办公室高级科学计算研究项目支持，OLCF是美国能源部科学办公室用户设施。

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