Automatizace experimentu na prachových zrnech

Student: Pechal Radim
Vedoucí: RNDr. Jiří Pavlů, Ph.D.
Konzultant: Doc. RNDr. Lubomír Přech, Dr.
Stav práce: obhájená

Abstrakt:

Prach (objekty mikrometrových rozměrů) je nedílnou součástí jak vesmírného tak laboratorního plazmatu. Jako každý předmět v plazmatu se nabíjí na potenciál blízký potenciálu plazmatu. V experimentech s horkým plazmatem (jako je např. tokamak) se kromě standardně očekávaných procesů uplatní i sekundární emise (elektrony mají značné energie) popř. fotoemise (plazma intenzivně září). Výsledný náboj prachového zrnka, který přednostně určuje jeho pohyb po experimentální komoře, je potom dán rovnováhou řady procesů. Právě pohyb prachových zrn (resp. jejich „usazování“) v zařízeních typu tokamak je v poslední době jednou z palčivých otázek zavedení fúze jako zdroje energie. V naší laboratoři simulujeme nabíjení jednotlivými procesy a měříme velice přesně výsledný náboj jednotlivých prachových zrn a jeho časový vývoj.

Cílem práce je zrealizovat automatizaci experimentální aparatury, která je funkční a umožňuje zachytit prachové zrnko. Úkolem práce je sestavení jednotlivých dílů elektronického řízení, jejich naprogramování a sestavení programu pro komplexní řízení experimentu. Pro testování výsledků práce bude použito prachu relevantního pro zařízení tokamak, tj. wolframového či uhlíkového.

Cíle práce:
1) Seznámení se s experimentem, studium literatury.
2) Sestavení elektroniky a naprogramování dílčích jednotek. Sestavení řídícího programu.
3) Ověření funkce řízení experimentu a aktivního tlumení pohybu zrna.
4) Testovací měření na prachových zrnech z materiálů relevantních pro zařízení typu tokamak, zpracování naměřených dat a jejich diskuze.

Literatura:
[1] L. Eckertová a kol.: Fyzikální elektronika pevných látek, Univerzita Karlova, Praha, 1992.
[2] E. Grün, B. A. S. Gustafson, S. Dermott, H. Fechtig: Interplanetary Dust. Astronomy and Astrophysics Library. Springer, Berlin 2001.
[3] M. Beránek: Systém pro levitaci prachových zrn, diplomová práce, Univerzita Karlova, Praha, 2007.
[4] F. F. Chen: Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion. Springer, New York, 2004.
Časopisecká literatura dle dohody s vedoucím práce.