Fúziós plazmafizika ma Magyarországon

Átírás

1 Fúziós plazmafizika ma Magyarországon Pokol Gergő BME NTI MAFIHE TDK és Szakdolgozat Hét november 9.

2 Fúziós energiatermelés A csillagokban is fúziós reakciók zajlanak, azonban ezek túl kis energiasűrűséggel járnak. (p+p D + e + + ve nagyon lassú!) Földi körülmények között a DT reakció lenne a legkönnyebben megvalósítható: Már 100 millió K-en műlödik! D + T 4 He(3.5 MeV) + n(14mev) 6 Li + n 4 He + T A reakciótermék kizárólag hélium: Nem radioaktív A kiinduló anyagok: Kémiailag inert Deutérium (hidrogén 1/6000-ed része) Igen kis mennyiség termelődne Lítium (nagy mennyiségben bányásszák) 2

3 Mágneses plazmaösszetartás 100 millió K-en plazma halmazállapot Töltött részecskék a mágneses erővonal mentén spirál pályán Toroidális tér helikálisan megcsavarva Tokamak Sztellarátor (1) vákuumkamra, (2) mágneses tekercsek, (3) plazma, (4) plazmaáram, (5) mágneses erővonal, (6) mágneses tengely, (7) radiális irány, (8) toroidális irány, (9) poloidális irány 3

4 Európai fúziós kutatások ITER tokamak Fusion Roadmap Cadarache, Franciaország Építi EU (F4E), USA, Oroszo., Kína, Dél-Korea, India, Japán Célja 10-szeres energiasokszorozás, reaktor technológiák tesztelése Nem termel villamos energiát Európai (EURATOM) program Célja 2050 előtt hálózatra villamos energiát termelni DEMO reaktorral Célzott kutatási projektek 4

5 Atomnyaláb-emissziós spektroszkópia (BES) ~ kev-es atomnyalábot (D, Li) lövünk a plazmába Ütközések gerjesztik az atomokat Karakterisztikus sugárzást emittálnak Nyaláb semlegesítő kamra Termikus ionforrás Megfigyelési pont Eltérítő lemezek Gyorsító szakasz 5

6 Atomnyaláb-emissziós spektroszkópia modellezés RENATE szimuláció: atomfizika, nyalábgeometria, megfigyelés geometriája Cél: rendszerek tervezése, adatok kiértékelése Fizika: sűrűségprofil, plazmahullámok, turbulens transzport Megfigyelési pont 6

7 Plazma turbulencia 7

8 Atomnyaláb-emissziós spektroszkópia mérések Magyar BES rendszerek: MAST 2D BES, UK (2011) KSTAR 2D BES, Korea (2011) COMPASS Li-BES, Prague (2012) KSTAR Li-BES, Korea (2013) EAST 2D BES, China (2014) JET Li-BES, UK (2014) ASDEX Upgrade Li BES, Germany (2014) EAST Li-BES, China (2014) JT60-SA, Japan (2015-?) 8

9 Videodiagnosztikai rendszerek Wendelstein 7-X Első moduláris szupravezető sztellarátor 19 év építés és 1,06 milliárd Euró befektetése után az első plazma 2015 novemberre várható! Magyar látható fény kamerarendszer EDICAM kamerák

10 Idő-frekvencia transzformáción alapuló speciális eljárások fejlesztése (NTI Wavelet Tools) és alkalmazása különböző plazmatranziensekre Együttműködés az ASDEX Upgrade tokamakkal és más berendezésekkel Pelletek vizsgálata Plazmatranziensek analízise Hullámok gyorsionszóró képessége Plazmaközepi hullámok kölcsönhatása fűrészfog összeomlás előtt 10

11 Atomnyaláb-emissziós spektroszkópia Szimuláció, tervezés-tesztelés, mérések kiértékelése (ELM, L-H átmenet) Plazma turbulencia Pokol Gergő: Fúziós plazmafizika ma Magyarországon Nyitott TDK témák Jelfeldolgozási módszerek fejlesztése, alkalmazása, diagnosztikák összehasonlító analízise Videodiagnosztikai rendszerek Modellezés, programozás, tesztelés, mérések kiértékelése (pelletek) Témakörön belül személyre szabott témát adunk. Minden téma továbbvihető diplomáig, publikálható. Nemzetközi együttműködések, utazások. Angolul tudó, elhivatott embereket keresünk. 11

12 BME NTI Fúziós csoport: Kontakt - információ Pokol Gergő (pokol@reak.bme.hu), vagy a csoport más tagja: MTA Wigner FK RMI PFO: BES: Dunai Dániel (dunai.daniel@wigner.mta.hu), turbulencia: Zoletnik Sándor (zoletnik.sandor@wigner.mta.hu), video: Kocsis Gábor (kocsis.gabor@wigner.mta.hu), egyebek: Veres Gábor (veres.gabor@wigner.mta.hu) Magyar EURATOM Fúziós Szövetség: Várunk minden, nemzetközi környezetben kutatni vágyó fizikus és mérnök hallgatót az ELTE-ről és a BME-ről! 12