El área de computación de alto rendimiento (HPC por sus siglas en inglés), también conocida como supercomputación, involucra el manejo de cientos y miles de procesadores que operan en paralelo para analizar cantidades de datos masivas o resolver problemas científicos e ingenieriles complejos mucho más rápido que en un computador ordinario. La investigación en computación de alto rendimiento es muy variada y va desde la optimización de códigos científicos hasta el desarrollo de nuevos modelos de programación paralelos para el manejo de arquitecturas masivas de cómputo. Desde el CNCA, colaboramos con científicos de múltiples áreas del conocimiento en el desarrollo de aplicaciones optimizadas para supercomputadoras así como en la investigación de temas específicos del desarrollo de la computación de alto rendimiento.
La investigación en fusión nuclear tiene por objetivo explorar una nueva fuente de energía renovable, segura, limpia, respetuosa del medio ambiente, que utiliza el hidrógeno. Los dispositivos Tokamaks y Stellarators calientan el plasma y lo confinan magnéticamente, permitiendo iniciar procesos nucleares controlados entre los isótopos del hidrógeno llamados Deuterio y Tritio. Los estudios indican que con un gramo de hidrógeno en estos dispositivos se produciría 26000 kWh, convirtiendo esta tecnología en la mejor opción actualmente conocida para abastecer la demanda energética futura de la humanidad. El desarrollo de dispositivos de confinamiento magnético de plasma para fusión nuclear depende en gran medida de simulaciones computacionales que permitan modelar, verificar y visualizar el comportamiento del plasma y su respuesta ante fenómenos físicos. Como parte de sus investigaciones, el Laboratorio de Plasmas para Energía de Fusión y Aplicaciones del Instituto Tecnológico de Costa Rica desarrolló y utilizó el código BS-SOLCTRA (Biot-Savart Solver for Compute and Trace Magnetic Fields) en el proceso de diseño y verificación de su dispositivo de confinamiento magnético de tipo Stellarator llamado SCR-1. El área de computación de alto rendimiento del CNCA colabora con dicho laboratorio para optimizar, extender y agregar al simulador la capacidad de generar visualizaciones científicas que revelen detalles más complejos de la dinámica del plasma. Este proyecto busca suplir la necesidad de agregar complejidad a los modelos de simulación utilizados y generar visualizaciones científicas mediante una infraestructura que unifique el flujo de trabajo de los investigadores. De esta forma, se mejorará mediante la computación avanzada el proceso de verificación y diseño de nuevos dispositivos de confinamiento magnético de tipo Stellarator en Costa Rica.
Infraestructura de simulación computacional de plasma para diseño y verificación de dispositivos de confinamiento magnético de tipo Stellarator