Ця симуляція моделює термоядерний синтез дейтерію й тритію в токамаку, використовуючи параметричну апроксимацію Боша-Гейла для швидкості реакції сигма-ве залежно від температури плазми в кеВ. З цієї швидкості реакції обчислюється потужність синтезу, яку порівнюють із потужністю нагрівання, щоб отримати Q-значення — головний показник ефективності реактора. Добуток густини, часу утримання й температури плазми перевіряється на відповідність критерію Лоусона, а стан плазми — від «нижче критерію» до «займання» — оновлюється в реальному часі разом з анімованим перерізом токамака.
Поперечний переріз токамака з тороїдальними котушками (TF), світінням плазми, що посилюється зі зростанням Q, та панель параметрів із трьома барами — потужність синтезу, Q-значення і добуток nτ, з позначеними пороговими лініями критерію Лоусона та рівноваги Q=1.
П'ять повзунків керують плазмою: Температура T (1–200 кеВ), Щільність n (0.1–10 ×10²⁰ м⁻³), Час утримання τ_E (0.1–10 с), Потужність нагрівання P_h (1–200 МВт) та Об'єм плазми V (10–1000 м³). Кнопка «Анімація» плавно прогріває й охолоджує плазму від 1 до 200 кеВ і назад, а «Стоп» зупиняє цикл; індикатор стану під повзунками показує поточний режим — від «Нижче критерію Лоусона» до «Займання Q≥10».
Реакція дейтерій-тритій вивільняє 17.6 МеВ на один акт злиття — приблизно у чотири мільйони разів більше енергії на кілограм палива, ніж спалювання вугілля, а швидкість реакції за апроксимацією Боша-Гейла досягає піка близько 65 кеВ, що й визначає оптимальний робочий діапазон температур для реальних токамаків.
Q-значення — це відношення потужності синтезу до потужності нагрівання плазми. Симуляція спершу обчислює швидкість реакції за температурою, з неї — потужність синтезу як функцію квадрата густини, об'єму плазми та енергії, що вивільняється в одній реакції, а потім ділить цю потужність на введену потужність нагрівання P_h, щоб отримати Q.
Потужність синтезу залежить лише від температури, густини та об'єму плазми, а не від того, скільки енергії витрачено на нагрівання. Але Q визначається саме як відношення потужності синтезу до P_h, тому зменшення повзунка потужності нагрівання при незмінній потужності синтезу підвищує Q — реактор стає ефективнішим, хоча плазма фізично не змінилася.
Критерій Лоусона стверджує, що добуток густини плазми, часу утримання енергії та температури має перевищити певний поріг, щоб реакція синтезу давала більше енергії, ніж витрачається на нагрівання. У симуляції спрощений показник nτ (густина, помножена на час утримання) порівнюється з пороговою лінією на панелі параметрів; якщо він надто малий, стан плазми позначається як «Нижче критерію Лоусона» незалежно від Q.
Швидкість реакції синтезу зростає з температурою через квантове тунелювання, яке дозволяє ядрам долати електростатичне відштовхування частіше при вищій енергії руху. У параметризації Боша-Гейла, застосованій у симуляції, ця залежність немонотонна й досягає піка в районі 60–70 кеВ, тому надто низька або надто висока температура дає менший приріст потужності синтезу на одиницю нагрівання.
«Горить плазма» (Q від 5 до 10) означає, що більшу частину нагрівання плазми забезпечують самі продукти реакції синтезу, а не зовнішнє джерело. «Займання Q≥10» — це умовний поріг, після якого реактор виробляє щонайменше в десять разів більше енергії синтезу, ніж вкладено в нагрівання, що є орієнтовною метою для експериментального реактора ITER.