Fúziós plazmafizika ma Magyarországon

Fúziós plazmafizika ma Magyarországon

Pokol Gergő BME NTI MAFIHE TDK Hétvége 2015. március 20-21.

Pokol Gergő: Fúziós plazmafizika ma Magyarországon

Fúziós energiatermelés A csillagokban is fúziós reakciók zajlanak, azonban ezek túl kis energiasűrűséggel járnak. (p+p  D + e+ nagyon lassú!) Földi körülmények között a DT reakció lenne a legkönnyebben megvalósítható: Már 100 millió K-en műlödik!

D + T  4He(3.5 MeV) + n(14MeV) 6Li

+ n  4He + 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

MAFIHE TDK Hétvége, 2015. március 20-21.


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



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



Út a fúziós energiatermeléshez helyzet 2015-ben

2030

2050

5



Fusion Roadmap Cél: pár 100 MW fúziós energia hálózatra termelése 2050 előtt Küldetések: 1. Plazma üzemállapotok 2. Hőelvezető rendszerek 3. Neutronsugárzásnak ellenálló anyagok 4. Trícium önellátás 5. Inherens biztonság 6. DEMO tervezése 7. Költséghatékony technológiák 8. Sztellarátorok Fusion Roadmap: http://www.efda.org/wpcms/wp-content/uploads/2013/01/JG12.356-web.pdf 6



Atomnyaláb-emissziós spektroszkópia (BES)   

~10-100 keV-es atomnyalábot (D, Li) lövünk a plazmába Ütközések gerjesztik az atomokat Karakterisztikus sugárzást emittálnak

Nyaláb semlegesítő kamra

Megfigyelési pont

Eltérítő lemezek

Termikus ionforrás

Gyorsító szakasz

7



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

Megfigyelési pont 8



Plazma turbulencia

https://fusion.gat.com/theory/Gyro MAFIHE TDK Hétvége, 2015. március 20-21.

9


Atomnyaláb-emissziós spektroszkópia mérések Magyar BES rendszerek: • • • • • • • •

MAST 2D BES, UK (2011) KSTAR 2D BES, Korea (2011) Compass Lithium beam, Prague (2012) KSTAR Lithium beam, Korea (2013) EAST Heating beam BES, China (2014) JET Lithium beam, UK (2014) ASDEX Upgrade Li –BES, Germany (2014) EAST Li-BES, China (2014)

10



Videodiagnosztikai rendszerek – ELM-ek •

11



Plazmatranziensek analízise 



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

12



Nyitott TDK témák Atomnyaláb-emissziós spektroszkópia 

Szimuláció, tervezés-tesztelés, mérések kiértékelése (ELM, L-H átmenet)

Plazma turbulencia 

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. 13



Kontakt - információ BME NTI Fúziós csoport: http://www.reak.bme.hu/kutatas/fuziokutatas.html Pokol Gergő ([email protected]), vagy a csoport más tagja: http://www.reak.bme.hu/kutatas/fuziokutatas/bme-nti-fuzios-csoport-tagok.html

MTA Wigner FK RMI PFO: BES: Dunai Dániel ([email protected]), turbulencia: Zoletnik Sándor ([email protected]), video: Kocsis Gábor ([email protected]), egyebek: Veres Gábor ([email protected])

Magyar EURATOM Fúziós Szövetség: www.magfuzio.hu Várunk minden, nemzetközi környezetben kutatni vágyó fizikus és mérnök hallgatót az ELTE-ről és a BME-ről! 14


Fúziós plazmafizika ma Magyarországon

Recommend Documents