• Se realizarán pruebas de estrés del simulador OpenSimRIPCA para evaluar los mecanismos avanzados de que se ha dotado al simulador.
• Con la hipótesis de que dichos mecanismos reducirán los tiempo de cómputo de LSP y el uso de recursos de red, se analizarán los resultados para refinar el simulador así como los mecanismos en un proceso de refinamientos sucesivos hasta llegar a conclusiones favorables.

Estudio del efecto de la radiación en todos los componentes del diseño. Uso de códigos de transporte de partículas como el MCNP5 (General Monte Carlo N-Particle Transport Code) y el MCNPX (General-purpose Monte Carlo Radiation Transport Code). Códigos de activación nuclear como el ACAB (cálculo de activación y transmutación para aplicaciones nucleares) y códigos de procesado de librerías nucleares como el código NJOY (sistema de procesamiento de datos nucleares).

Dentro de la tarea T1: neutrónica computacional para el diseño de envoltura regeneradora, está prevista la utilización de los códigos MCNPX y MCNP5, incluyendo una versión modificada de los mismos, para simular el transporte de radiación y analizar las propiedades neutrónicas de los diseños.

La modelización de las geometrías se realiza a partir de los diseños de CAD/CATIA utilizando las herramientas de conversión adecuadas.

Mediante métodos de Monte Carlo locales (tipo Metrópolis) simularemos sistemas tridimensionales de volumen L3. Paralelizaremos las simulaciones dividiendo la base de nuestro sistema cúbico en Nx*Ny porciones, cada una de estas porciones será simulada en un core. Por lo tanto el volumen de sistema simulado por cada core es (L/Nx)*(L/Ny)*L. Como la interacción entre espines es de muy corto alcance (solo a primeros vecinos) la única información que se deben transmitir los procesadores es la correspondiente a las fronteras de los subsistemas. En principio simularemos sistemas isótropos aunque posteriormente pretendemos introducir anisotropías siguiente la metodología de Dzyaloshinskii-Moriya.

Como efecto neoclásico que es, el cálculo de la bootstrap requiere resolver la Ecuación Cinética de Deriva (DKE, en inglés), que describe la evolución de la función de distribución de una partícula en presencia de campos magnéticos y eléctricos y de un operador de colisión que describe colisiones de pares de partículas.

Bajo la hipótesis de transporte local y difusivo, válida bajo ciertas condiciones en TJ-II, uno puede simplificar la DKE. Tras esta simplificación, los flujos de partículas son proporcionales a los gradientes de temperatura y densidad, y al campo eléctrico. La constante de proporcionalidad se llama "coeficiente de transporte".

El objetivo es calcular el coeficiente de transporte de la bootstrap en varias posiciones del dispositivo. Una vez calculado, obtener el perfil radial de la corriente será inmediato. En una posición radial dada, calcularemos el coeficiente de la bootstrap como una convolución de coeficientes monoenergéticos correspondientes a diferentes energías, calculados con el valor adecuado del campo eléctrico. Se hace, por tanto, un barrido en los parámetros colisionalidad (nu, ~10 valores logarítmicamente equiespaciados entre 1e-5 y 3e-0) y campo eléctrico normalizado (E_r, ~5 valores entre 0 y 3e-3).

El cálculo de estos coeficientes monoenergéticos se hace siguiendo las trayectorias de partículas de test en el plasma. Esto es numéricamente muy complicado, ya que los coeficientes son números muy pequeños que resultan de la resta de dos números muy grandes: uno debido a las partículas que se mueven paralelamente al campo y otro debido a las que se mueven antiparalelamente. Esto hace que, especialmente para baja colisionalidad, las barras de error sean muy grandes y haga falta muchísima estadística. Esta limitación ha hecho imposible calcular la corriente de bootstrap en TJ-II hasta ahora.

El nuevo código, NEO-MC, combina el método estándar de seguimiento de partículas de test con un algoritmo de "rediscretizión" de la distribución de partículas de test. A las partículas de test se les asigna un peso y el espacio de fases se divide en celdillas. Periódicamente, se reemplazan las partículas existentes en cada celda por una sola partícula con peso igual al peso total de éstas. Este método reduce el ruido estadístico sin introducir sesgo. El método es más eficiente cuantas más partículas de test se simulan simultáneamente, y esto lo hace adecuado para un ordenador como el Lusitania. Además, incluso con el método de rediscretización, los tiempos de CPU necesarios son muy altos.

EUTERPE es un código girocinético de tipo particle-in-cell (PIC), que resuelve las ecuaciones girocinéticas discretizando la función de distribución por medio de marcadores. Se usa la aproximación delta-f para reducir el ruido numérico asociado a la discretización y los recursos computacionales necesarios. Una simulación arranca de un estado de equilibrio calculado por el código VMEC y hace evolucionar el potencial electrostático de forma autoconsistente, manteniendo fijo el campo magnético. Se usan técnicas de elementos finitos para calcular el potencial electrostático. El espacio físico se divide en secciones toroidales, cada una de las cuales es controlada por un procesador, que hace evolucionar la posición y velocidad de los marcadores en esa sección. Se usa el API Message passing Interface (MPI) para coordinar los cálculos y colectar los resultados de todos los procesadores.