Elfutó elektronok modellezése és mérése a JT-60SA tokamakon

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Cím angolul: 
Measurement and modelling of runaway electrons in the TJ-60SA tokamak
Típus: 
Fizikus MSc diplomamunka téma - optika és fotonika
Fizikus MSc diplomamunka téma - kutatófizikus
Fizikus MSc diplomamunka téma - nukleáris technika
Félév: 
2023/24/2.
Témavezető: 
Név: 
Pokol Gergő
Email cím: 
pokol@reak.bme.hu
Intézet/Tanszék/Cégnév: 
NTI
Beosztás: 
egyetemi docens
Hallgató: 
Név: 
Keszthelyi Gábor
Képzés: 
Fizikus MSc - nukleáris technika
Elvárások: 

Alapszintű plazmafizika ismeretek, programozási gyakorlat Python nyelven, angol nyelvtudás, nemzetközi csapatmunkára való hajlam.

Leírás: 

A JT-60SA egy tokamak típusú mágneses összetartású fúziós berendezés. Ez a tokamak Japánban épült egy Európai Unió-Japán együttműködés keretében, és 2023 októberében volt benne az első plazma. A plazmakisülések felfuttatása óvatosan történik a plazmaparaméterek kis lépésekben történő változtatásával, de így is könnyű belefutni instabil üzemállapotokba. Egy tokamakban diszrupciónak nevezzük azt, amikor a mágneses összetartás hirtelen megszűnik, és a plazma hirtelen lehűl. Ekkor kialakulhat egy a plazmával gyengén csatolt relativisztikuselektron-nyaláb, amit elfutó elektronoknak hívnak. Ezek az elektronok a teljes plazmaárammal összemérhető elfutóelektron-áramot hozhatnak létre, ami súlyosan veszélyezteti a plazmahatároló elemek épségét.

Előzetes számítások szerint a JT-60SA tokamakra  telepített magyar fejlesztésű EDICAM kamera alkalmas lesz az elfutó elektronok által kibocsátott szinkrotron sugárzás detektálására, de szintetikus kameraképet előállító szimulációs munkafolyamatokat még csak a maximális teljesítményű üzemállapotból bekövetkező lehető legrosszabb diszrupció esetére futtattunk. A hallgató feladat lesz a kezdeti üzemállapotokból történő realisztikusabb diszrupció szcenáriókra elfutóelektron-eloszlásokat számolni az DREAM önkonzisztens diszrupció szimulátorral, majd ezekből a SOFT szintetikus diagnosztikával szimulált kameraképeket elállítani. A diszrupció során megmaradt háttérplazma sugárzását CHERAB kóddal kell majd szimulálni a mérési háttér és így a detektálási limit meghatározásához. Az eredmények segítséget adnak majd a kamera beállítások és az esetleges intelligens triggerek optimális beállításához. Feladat lesz még a CHERAB újonnan fejlesztett szinkrotron moduljának benchmarkja a SOFT kóddal. 

Amennyiben a JT-60SA tokamakon valóban fellépnek diszrupciók, a hallgató feladat lesz a kameraképek kiértékelése és az esetleges szinkrotron sugárzásra utaló struktúrák azonosítása. A struktúrák reprodukálását DREAM szimulációkkal és SOFT vagy CHERAB szintetikus diagnosztikák alkalmazásával lehet majd megkísérelni, esetleg más plazmadiagnosztikai jeleket (pl. plazmaáram méréseket) is felhasználva.

Titkosítas: 
Hozzáférés nincs korlátozva