Fyzika inerciální fúze
| Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
|---|---|---|---|---|
| 12FIF | Z,ZK | 4 | 3+1 | česky |
- Garant předmětu:
- Ondřej Klimo
- Přednášející:
- Ondřej Klimo
- Cvičící:
- Ondřej Klimo
- Předmět zajišťuje:
- katedra laserové fyziky a fotoniky
- Anotace:
-
Cílem přednášky je seznámit studenty s fyzikálními procesy, na nichž je založen princip inerciální fúze, s jednotlivými fázemi probíhajícími při zapálení této fúze, s problémy, které úspěšnou realizaci inerciální fúze komplikují a s postupy navrženými pro řešení těchto problémů. Přednáška rovněž představuje nové významné projekty v oblasti inerciální fúze a seznamuje s koncepcí případných budoucích fúzních reaktorů.
- Požadavky:
-
Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
- Osnova přednášek:
-
1. Energetická bilance země, možnosti výroby energie, skleníkový jev,termojaderná fúze,
2. Možnosti iniciace fúze, mionová katalýza versus vysoká teplota, Lawsonovo kritérium
3. Princip inerciální fúze (ICF), energetický zisk, nutnost komprese paliva, přímá a nepřímá ICF, inerciální fúze pro výrobu energie (IFE)
4. Slupkový terč, aspektní poměr, ablační urychlení slupky, rázová vlna, sférická kumulace
5. Hydrodynamické nestability, imprint
6. Interakce laserových svazků s terči, šíření laserových svazků v koróně terčů, absorpce laseru, homogenizace laserových svazků, parametrické nestability, stimulovaný Brillouinův a Ramanův rozptyl
7. Transport energie v terči, elektronová tepelná vodivost, radiační transport
8. Termojaderná jiskra, vlna termojaderného hoření, indukovaná magnetická pole, kinetika částic
9. Schéma rychlého zapálení ICF, interakce subpikosekundových laserových pulsů s terči
10. Výroba terčů pro ICF, speciální vrstvy v terčích, kryogenní terče
11. Interakce intenzivních iontových svazků s terči
12. Koncepce energetických reaktorů pro IFE, výroba tritia, ochrana první stěny
13. Přednosti a problémy jednotlivých driverů pro IFE
14. Fyzika vysokých hustot energie, silně vázané plazma, stavová rovnice při vysokých tlacích, laboratorní astrofyzika
15. Další aplikace laserového plazmatu - rentgenové lasery a zdroje, urychlování elektronů a iontů
- Osnova cvičení:
-
1. Energetická rovnováha ve stlačeném slupkovém terči
2. Zisk energie z terče
3. Silné a slabé rázové vlny a porovnání s adiabatickou kompresí
4. Rayleigh Taylorova nestabilita
5. Nestability laserového plazmatu
6. Modely ablace a transportu energie
- Cíle studia:
-
Znalosti:
Studenti získají přehled o fyzikálních procesech, na nichž je založen princip inerciální fúze, o jednotlivých fázích probíhajících při zapálení této fúze, o problémech, které úspěšnou realizaci inerciální fúze komplikují a o postupech navržených pro řešení těchto problémů.
Schopnosti:
Porozumění základním procesům probíhajícím při termojaderné fúzi a orientace v nových poznatcích a přístupech k této problematice.
- Studijní materiály:
-
Povinná literatura:
[1] S. Atzeni, J. Meyer-ter-Vehn, The Physics of Inertial Fusion: Beam Plasma Interaction, Hydrodynamics, Hot Dense Matter, Oxford Univ. Press, Oxforf 2004
Doporučená literatura:
[2] S. Eliezer, The Interaction of High/Power Lasers with Plasmas, Institute of Physics Publishing, Bristol 2002
[3] K. Niu, Nuclear Fusion. Cambridge Univ. Press, Cambridge, UK, 1989.
[4] C. Yamanaka, Introduction to Laser Fusion, Harwood Academic, London 1991
[5] Laser Plasma Interactions 5: Inertial Confinement Fusion, edited by M.B. Hooper. SUSSP Publications, Edinburgh, 1995, pp. 105-137.
[6] W.L. Kruer, The Physics of Laser-Plasma Interactions. Addison-Wesley, New York, 1988.
- Poznámka:
- Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:
-
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po Út St Čt Pá - Rozvrh na letní semestr 2024/2025:
- Rozvrh není připraven
- Předmět je součástí následujících studijních plánů:
-
- Fyzika plazmatu a termojaderné fúze (povinný předmět programu)
- Fyzikální elektronika - Počítačová fyzika (PS)