Student: Peterka Matěj
Školitel: RNDr, Radomír Pánek, Ph.D., Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i.
Konzultant: Prof. RNDr. Milan Tichý, DrSc., Mgr. Pavel Cahyna, Ph.D., Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i.
Stav práce: zadaná
Anotace:
Porozumění fyzice okrajového plazmatu v tokamacích je velice důležité pro kontrolu transportu částic a energie na povrch divertoru a první stěny reaktoru. K realizaci termojaderné fúze jakožto zdroje energie je nezbytný provoz v módu se zvýšeným udržením plazmatu (tzv. H-módu), spojeným s vytvořením transportní bariéry v okrajové oblasti. Ten je ale provázen okrajovými plazmovými nestabilitami, tzv. Edge Localised Modes (ELMs), což jsou krátkodobé kolapsy transportní bariéry a vyskytují se v několika typech. Nejzávažnější jsou ELMy typu I, které představují potenciální hrozbu pro budoucí tokamak ITER, neboť množství energie, které se při nich náhle uvolní, má být v případě ITERu mnohem větší, než kolik může povrch jeho divertoru a první stěny absorbovat bez okamžitého poškození. Předpokládá se, že tento typ ELMů je spojený s ideálními MHD módy (tzv. „peeling“ a „ballooning“ módy) a analýza stability okraje plazmatu vůči těmto módům je součástí této doktorské práce jakožto postup pro identifikaci ELM nestabilit. Jedna z metod pro zmírnění nebo úplné potlačení ELMů je vytváření 3D magnetických poruch v okrajové části plazmatu pomocí speciálních cívek, které již ukázalo svůj potenciál ke kontrole ELMů a jeho užití je zvažováno pro ITER. Fyzikální princip vlivu těchto poruch na stabilitu a transport v okrajovém plazmatu však nebyl doposud zcela objasněn.
Doktorská práce bude zaměřena na použití různých experimentálních metod (Langmuirovy a ball-pen sondy, rychlé kamery pracující v infračervené a viditelné části spektra, diagnostika Thomsonova rozptylu laserového záření, atd.) k detailní analýze struktur v okrajovém plazmatu vytvořených aplikací magnetických poruch, a to zejména na tokamaku COMPASS, případně na zahraničních zařízeních (MAST, JET, atd.). Rovněž se bude zabývat modelováním reakce plazmatu na 3D magnetické poruchy za účelem validace teoretických modelů pomocí srovnání se zmíněnými experimentálními výsledky.