US-amerikanisches Unternehmen Pacific Fusion prognostiziert simuliert eine Fusionsenergieausbeute von 500 Millionen Joule

de.wedoany.com-Bericht: Am 6. November veröffentlichte das US-amerikanische Fusionsenergieunternehmen Pacific Fusion Forschungsergebnisse der Jahrestagung 2026 der Abteilung für Plasmaphysik der American Physical Society (APS DPP) und stellte die neuesten mehrdimensionalen Simulationsergebnisse seines impulsgetriebenen Fusionsdemonstrationssystems vor. Eine der Fusionszielmodellrechnungen sagt eine Fusionsenergieausbeute von 500 Millionen Joule (500 Megajoule) pro Schuss voraus, was einem Anlagenenergieverstärkungsfaktor von 6,25 entspricht. Dieses Ergebnis wurde durch Computersimulation gewonnen und gehört zu den Forschungsergebnissen zur Auslegung und Leistungsprognose des Demonstrationssystems.

Die Forschung wurde von Leland Ellison, Mitgründer und Technikvizepräsident von Pacific Fusion, auf der Jahrestagung vorgestellt und umfasst mehrdimensionale Fusionszielmodelle zur Prognose des Nettoenergiegewinns der Anlage, Simulationsmethoden und Validierungsarbeiten. Das Forschungsteam erzeugte Daten mit dem Simulationsprogramm FLASH und erstellte in Zusammenarbeit mit dem NVIDIA-cuPhoton-Team über die Omniverse-Plattform dreidimensionale Visualisierungsmodelle, die den Kompressions-, Aufheiz- und Energiefreisetzungsprozess des Fusionsziels unter impulsgetriebenen Bedingungen zeigen.

Pacific Fusion veröffentlichte außerdem quantitative Schwellenwertstudien zu den Bedingungen für die Zündung und Selbstaufheizung des Fusionsbrennstoffs, stellte einen Abgleich der Simulationsergebnisse mit relevanten theoretischen Schwellenwerten her und schlug ein neues theoretisches Modell für hydrodynamische Instabilitäten vor. Das Forschungsteam entwickelte zudem eine Analysepipeline, die KI-gestützte Quantenwechselwirkungssimulationen mit Molekulardynamikberechnungen kombiniert, um verschiedene Fusionszielmaterialien zu bewerten.

Bei der Entwicklung der Berechnungsmethoden führte das Unternehmen umfangreiche Simulationssätze mit Tausenden von eindimensionalen Berechnungen durch und erweiterte die Fähigkeit zu vollständigen dreidimensionalen Simulationen. Die Forscher entwickelten außerdem ein neues Modell für die Energiedeposition der bei Fusionsreaktionen erzeugten Teilchen in den Brennstoff, um die Berechnungsergebnisse für Fusionsziele mit hohem Gewinn zu verbessern. Diese Methoden wurden bereits für die Auslegung und Vorbereitung der ersten Experimentkampagne eingesetzt.

Die experimentelle Validierung umfasste die Nutzung der neuen dreidimensionalen Berechnungsfähigkeiten zur Simulation von Experimenten an der MAGPIE-Impulsleistungsanlage des Imperial College London sowie mehrere Experimente an der Z-Impulsleistungsanlage in Zusammenarbeit mit den Sandia National Laboratories in den USA. Die betreffenden Experimente stützten die Auslegungsvalidierung vereinfachter Fusionszielstrukturen; das Forschungsteam erhielt zudem über das Z Fundamental Science-Experimentprogramm Daten zur Überprüfung der Berechnungsmodelle.