Horké plazma, problematika fúze - NEVF121

• Anglický název: Hot Plasma, Fusion
• Zajišťuje: Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2021
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• Virtuální mobilita / počet míst: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html
• Garant: doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D.; prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc.

Anotace

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.01.2019)

Přednáška pokrývá problematiku horkého plazmatu a fúze, včetně diagnostických metod. Horké plazma: popis, parametry, stabilita. Vodivost vysoce ionizovaného plazmatu. Fúze: termojaderné reakce, energetická bilance, zapálení, Lawsonovo kritérium. Udržení plazmatu: magnetické udržení, inerciální udržení. Fúzní systémy: Z-pinch, Tokamak, Stellarátor. Ohřev plazmatu. Nestability plazmatu. Diagnostika horkého plazmatu: sondové metody, spektroskopie a korpuskulární metody. Interakce horkého plazmatu s povrchem. Aktuální projekty: COMPASS-D, ITER, NIF.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (28.01.2019)

The lecture covers the topic of high temperature plasma, fusion and corresponding diagnostic methods. High- temperature plasma: description, parameters, stability. Conductivity of highly ionized plasma. Fusion: fusion reactions, power balance, ignition, Lawson criterion. Confinement: magnetic confinement, inertial confinement. Fusion systems: Z-pinch, Tokamak, Stellarator. Plasma heating. Plasma instabilities. Hot plasma diagnostics: probes, spectroscopy, corpuscular methods. Plasma surface interactions. Current projects: COMPASS-D, ITER, NIF.

Podmínky zakončení předmětu

Poslední úprava: doc. RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D. (14.06.2019)

Podmínkou zakončení předmětu je úspěšné složení zkoušky, tj. hodnocení zkoušky známkou "výborně", "velmi dobře" nebo "dobře". Zkouška musí být složena v období předepsaném harmonogramem akademického roku, ve kterém student předmět zapsal.

Literatura

čeština

Poslední úprava: T_KEVF (11.05.2012)

Auciello, O., Flamm D. L. (ed.): Plasma Diagnostics, Vol. I, Academic Press, Inc., 1989.

Chen F. F.: Úvod do fyziky plazmatu, Academia Praha 1984.

Wesson J.: Tokamaks, Clarendon Press, Oxford, Third Edition, 2004.

Metody výuky

čeština

Poslední úprava: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (06.10.2020)

Výuka v ZS 2020 probíhá formou on-line přednášek. Více informací viz https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (06.10.2020)

The lecture is conducted on-line in the winter semester 2020. For more information, see https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/rozvrh.html

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: doc. RNDr. Radek Plašil, Ph.D. (27.02.2018)

Zkouška je ústní a student dostává typicky dvě otázky ze sylabu předmětu v rozsahu, který byl prezentován na přednášce.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (28.01.2019)

1. Horké plazma
Magnetohydrodynamický popis: zobecnený Ohmuv zákon a jeho dusledky. Stacionární stav - pinc efekt, difúze. Magnetohydrodynamické nestability. Problematika fúze: základní termonukleární reakce, srážkové a reakcní prurezy. Energetická bilance, zapálení a Lawsonovo kritérium. Metody udržení: magnetické nádoby, inerciální systémy.

2. Typy zarízení
Z-pinc, Tokamak, Stellarátor. Ohrev plazmatu: ohmický ohrev, vysokofrekvencní ohrev, ohrev neutrálními svazky. Pracovní módy tokamaku. Problémy stability.

3. Diagnostika horkého plazmatu
Sondové, optické a korpuskulární metody urcování teplot a koncentrací. Interakce horkého plazmatu s povrchy, procesy v oblasti divertoru.

4. Soucasný stav výzkumu
Významné projekty v oblasti horkého plazmatu: COMPASS-D, ITER, NIF a další. Otevrené problémy.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. (28.01.2019)

1. High-temperature plasma
Magnetohydrodynamic approach: Ohm's law and its consequences. Stationary state - pinch effect, diffusion. Magnetohydrodynamical instabilities. Fusion: basic thermonuclear reactions, collisional and reactive cross-sections. Energy balance, ignition and Lawson criterion. Methods of confinement: confinement by a magnetic field, inertial systems.

2. Fusion systems
Z-pinch, Tokamak, Stellarator. Plasma heating: ohmic heating, high-frequency heating, neutral-beam injection. Working modes of tokamak. Problems of stability.

3. Hot plasma diagnostics
Probes, spectroscopy, corpuscular methods. Measurement of temperature and number density. Interaction of plasma with surfaces, processes in divertor region.

4. Status of important projects in the field
COMPASS-D, ITER, NIF and others. Actual problems.