Elfutó elektronok dinamikájának szimulációja

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Típus: 
BSc szakdolgozat téma - alkalmazott fizika
BSc szakdolgozat téma - fizikus
Félév: 
2017/18/2.
Témavezető: 
Név: 
Dr. Pokol Gergő
Email cím: 
pokol@reak.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
BME NTI
Beosztás: 
egyetemi docens
Elvárások: 

Angol nyelvtudás, jó programozási készség, nemzetközi csapatmunkában végzett munkára való hajlam.

Leírás: 

Elfutó elektronok akkor jönnek létre, mikor egy plazmában az elektromos tér gyorsító hatása felülkerekedik a nagy energiájú elektronokra ható súrlódási erőn. Ezek a nagy energiájú elektronok már közepes erősségű elektromos tér hatására is erősen relativisztikus energiáig gyorsulhatnak. Elfutó elektronok számos természeti jelenség során keletkeznek, de laboratóriumi kisülésekben lehet őket legjobban tanulmányozni. A tokamak típusú mágneses összetartású fúziós plazmafizikai kísérleti berendezésekben működés közben megaamper nagyságrendű toroidális plazmaáram folyik. A plazma elektromos ellenállásában bekövetkező gyors változások hatására ennek az áramnak nagy része át tud alakulni elfutó elektronok áramává. Egy több 100 kA erősségű relativisztikus elektronnyaláb a berendezést jelentősen károsíthatja, így az elfutó elektronok modellezése kiemelt prioritást élvez.

A BME Nukleáris Technikai Intézetben egy európai nemzetközi együttműködés keretein belül évek óta foglakozunk elfutó elektronok modellezésével. 2014-től feladatunk a különböző egyensúlyi és transzport kódok összekapcsolásával megvalósított európai transzport szimulátorban (ETS) az elfutó elektron modellezés modul fejlesztése. A feladat a legegyszerűbb modell implementálásától indult, ami csak az elfutó elektronok keletkezésének lehetőségét jelzi, és a következő években egyre kifinomultabb numerikus modellek megvalósítása felé vezet. Ezzel a bővítéssel jelentősen kibővül az ETS alkalmazhatósága, egyben lehetőséget biztosítva az elfutó elektron dinamika önkonzisztens modellezésére.

A hallgató feladata az ETS-be már integrált egyszerű elfutó elektron modelleket mintaként használva egy külföldi partneket által fejlesztett kinetikus modell integrálása az ETS által használt Kepler szoftveres infrastruktúrába, valamint a modellek ETS-ben mutatott viselkedésének folyamatos kritikai elemzése.  A feladat lehetőséget biztosít arra, hogy a hallgató részt vegyen egy olyan nemzetközi kutatócsoport munkájában, ami a tokamak plazma legteljesebb fizikai modellezését célozza. A munka Eurofusion támogatással valósul meg.