Student: Jakub Enžl
Vedoucí: Mgr. Radek Plašil, Ph.D.
Konzultant: Prof. RNDr. Juraj Glosík, DrSc.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Pro studium elementárních procesů probíhajících v nízkoteplotním plazmatu je často využíváno zachycení iontů nebo elektronů, případně iontů i elektronů, v pasti. Částice jsou v těchto pastech zachyceny v stacionárním nebo časově proměnném elektromagnetickém poli. Jednou z nejznámějších konfiguraci je TOKAMAK určený pro termojadernou fúzi. Návrh, konstrukce a vlastní použití různých typů pastí je nesmírně náročné a vyžaduje studium pohybu nabytých částic v magnetickém a elektrickém poli. Speciálním problémem je přítomnost srážek s neutrálními částicemi, které jsou využívány na snižovaní energie nabitých částic zachycených v pasti. Prvním krokem při návrhu je modelování pohybu částic pomocí počítačových metod včetně metody particle in cell. V naší laboratoři se připravuje stavba iontové pasti pro studium interakce iontů s elektrony při teplotách do 4 K. V rámci bakalářské práce by student počítal pohyb částic v několika konfiguracích magnetického a elektrického pole a určoval by optimální podmínky zachycení elektronu v pasti v přítomnosti srážek.
Uvedená práce může být základem pro další studium procesů záchytu nabitých částic a jejich studia při kryogenních teplotách. Práce může být podle přání studenta zaměřena na modelování nebo i na návrh nových principů a konstrukce elektronových a iontových pastí, případně na diagnostiku vlastnosti iontů zachycených v pasti.
| |
| Obr. 1. Příklad průběhu elektrického potenciálu v axiálně symetrické elektronové pasti se silným gradientem magnetického pole. Výpočet pomocí programu XOOPIC. | Obr. 2. Aparatura s iontovým zdrojem, iontovou pastí chlazenou na 6 K a detekčním hmotovým spektrometrem. Zrcadla vytvářejí rezonanční dutinu pro laserovou absorpci. |
Zásady pro vypracování
1) Studium literatury a seznámení se s zákonitostmi pohybu elektronů a iontů v elektrickém a magnetickém poli.
2) Zvládnutí ovládání programu XOOPIC a jeho použití pro simulování podmínek v elektronové pasti.
3) Srovnání vypočtených výsledků s teoretickou rychlostí chladnutí elektronů vlivem srážek s neutrálním plynem.
4) Vyhodnocení a interpretace získaných dat.
Seznam odborné literatury
[1] P.K. Ghosh, Ion Traps, Clarendon Press, Oxford 1995.
[2] Bittencourt J.A., Fundamentals of Plasma Physics, Springer, New York, 2004, ISBN 0-387-20975-1.
[3] Atkins P.W., Physical Chemistry, Oxford University Press, 2002, ISBN 0-19-879285-9.
[4] McDaniel E.W., Ion-molecule reactions, Wiley, New York, 1970, ISBN 0-471-58386-3.
[5] Další časopisecká literatura podle dohody s vedoucím bakalářské práce.