Fyzika tokamaků

Garant předmětu:

Jan Mlynář

Přednášející:

Ondřej Ficker

Cvičící:

David Břeň, Ondřej Ficker, Petr Mácha

Předmět zajišťuje:

katedra fyziky

Anotace:

Pokročilý kurz fyzikálních vlastností termonukleárního plazmatu v tokamacích. Pochopení fyzikálních souvislostí,

terminologie a fenomenologie oboru tak, aby se absolventům kurzu výrazně usnadnilo porozumění oboru, orientace v oboru a samostatná práce s odbornou literaturou

Požadavky:

Znalosti na úrovni základního kursu fyziky

02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2

Osnova přednášek:

1) Cíle a obsah předmětu. Magnetické pole v tokamaku.

2) Rovnováha plazmatu v tokamaku: Odvození Gradovy-Šafranovovy rovnice

3) Rovnováha plazmatu v tokamaku: Řešení rovnice, interpretace

4) Šafranovův posuv, vertikální pole v tokamaku, magnetické ostrovy

5) Elektrická pole a elektrický proud v tokamaku, bootstrap proud

6)Vyzařování plazmatu

7) Transport v tokamacích I – Klasická a neoklasická difuze

8) Transport v tokamacích II – Anomální difuze, škálování

9) Ohřev plazmatu a dodávka paliva

10) Fyzika okraje plazmatu a interakce plazmatu se stěnou

11) Nestability plazmatu v tokamacích I

12) Nestability plazmatu v tokamacích II.,

13) Aktuální stav výzkumu, projekt ITER, participace a role ČR

Osnova cvičení:

Procvičování příkladů na téma:

1)Magnetické pole v tokamaku. Rovnováha plazmatu v tokamaku: Odvození Grad-Šafranovovy rovnice

2)Rovnováha plazmatu v tokamaku: Řešení, interpretace. Elektrická pole a elektrický proud v tokamaku

3)Vyzařování plazmatu, Transport v tokamacích I - Neoklasická difúze

4)Transport v tokamacích II - Empirický přístup, Ohřev plazmatu a dodávka paliva

5)Fyzika okraje plazmatu, Interakce plazmatu se stěnou

6)Nestability v tokamacích

7)Stabilita plazmatu, provozní diagramy tokamaku, ITER

Cíle studia:

Znalosti:

Detailní seznámení se s fyzikou experimentů na tokamacích

Schopnosti:

Pochopení fyzikálních souvislostí, terminologie a fenomenologie oboru tak, aby se absolventům kurzu výrazně usnadnila orientace v oboru a samostatná práce s odbornou literaturou

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] J Wesson, Tokamaks 4th ed., Oxford University Press 2011, chapters 11-13, ISBN: 9780199592234

[2] H. Zohm, Magnetohydrodynamic Stability of Tokamaks, Wiley 2014 ISBN 978-3-527-41232-7

Doporučená literatura:

[3] J.P. Freidberg: Ideal Magnetohydrodynamics, Cambridge University Press, 2014

[4] C. Stangeby: The Plasma Boundary of Magnetic Fusion Devices, IOP Press, 2000 (úvodní kapitoly).

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzika a technika termojaderné fúze (povinný předmět oboru)
• Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (povinný předmět programu)