Efficiënte algoritmes voor robuust ontwerp van divertoren voor kernfusiereactoren

Met de bouw van ITER en het ontwerp van de eerste DEMO-fusiereactoren aan de gang in verschillende landen wereldwijd, ondergaat kernfusieonderzoek een transitie van kleinschalige experimenten naar grootschalige elektriciteitsproductie. In dit proces is de efficiënte afvoer van warmte en reactieproducten via de zogenaamde divertor één van de grootste uitdagingen tot het bekomen van een veilige, betrouwbare fusiereactor.

Het ontwerp van de reactor is gebaseerd op uitvoerige numerieke simulaties van het fusieplasma. Hierbij worden vorm en magnetisch veld manueel, iteratief aangepast. Door de complexe fysica en het grote aantal ontwerpvariabelen is de huidige procedure echter allerminst efficiënt. 

In dit project zullen daarom efficiënte methodes ontwikkeld worden voor het robuuste ontwerp van kernfusiedivertoren, gebaseerd op wiskundige optimalisatie. Verschillende beperkingen op ontwerp en werkingsregime van de reactoren zullen hierbij geïntegreerd worden. Bovendien zal de methode onzekerheden op modelparameters in rekening brengen via rigoureuze algoritmes voor onzekerheidskwantificatie, om de betrouwbaarheid van de resulterende ontwerpen te maximaliseren. Dit project zal zo een grote stap betekenen richting het bekomen van kernfusie als toekomstige energiebron.