Semleges gázba lőtt atomnyaláb gyengülése tokamakban
A fúziót tokamakokban a forró plazma mágneses összetartásával valósítják meg. A plazma sűrűségét és fluktuációit többek között nyalábemissziós spektroszkópiával (BES) mérik. Az atomnyaláb a plazmával hat kölcsön, és a bekövetkező spontán fényemisszióból lehet következtetni a lokális plazmasűrűségre. A semleges gáz felhalmozódás a plazmaszélen kívül és a repülési csőben nyalábgyengülést tud okozni, ennek tanulmányozását tűztem ki célul.
A diagnosztikában leggyakrabban alkalmazott nyalábanyagok (hidrogén és alkálifémek) és semleges gáz részecskéinek ütközése során meghatároztam a bekövetkező folyamatok (gerjesztés, ionizáció, töltéscsere) hatáskeresztmetszeteit. A számításokat klasszikus pályájú Monte Carlo módszer segítségével végeztem el [1] négytest ütközési rendszert feltételezve. Az ütközésben a lövedéket és a célatomot is két részecskének veszem figyelembe. Mindkét esetben az ütközés előtt, egy-egy aktív elektron, alkalmasan megválasztott kötési energiákkal, mozog a lövedék és a célatom effektív magtöltéssel jellemzett terében. Számításaimat széles ütközési energia tartományra és H+H valamint Li+H2 rendszerekre végeztem el. Eredményeimet kísérleti és elméleti munkákkal vetettem össze. [2]
A rendelkezésemre álló semleges-semleges ütközésekre számított eredmények lehetővé teszik, hogy különböző nyaláb-gáz kombinációkat, nyalábenergiákat, és gáz sűrűségeket feltételezve megbecsüljem a gázban történő ütközések által okozott nyalábgyengülést. A tapasztalatok alapján jelentősége van a semleges ütközéseknek a nyaláb blokkolás, vagy a gázbefecskendezés során történő nyaláb elnyelődés esetében, de szerepe lehet a tendencia megjelenésében is, miszerint egyes BES modellezéseknél megfigyelhető, hogy felülbecsülik a detektált fény nagyságát [3]. Az eredmények hasznosak lehetnek például a plazmabeli nyalábevolúció-számító és a ráépülő szimulációk pontosításához, és a nyalábemissziós spektroszkópia mérések kalibrációja során alkalmazott feltételek ellenőrzéséhez.
Hivatkozások:
1. K. Tőkési et.al. T. Eur. Phys. J. D, Vol.66: 255, 2014.
2. D. Wutte et.al. At. Data Nucl. Data Tables, Vol.65: 155-180, 1997.
3. D. Guszejnov et.al. Rev. Sci. Instrum., Vol.83: 113 -501, 2012.
szerző
-
Szondy Borbála
Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Asztalos Örs
Doktorandusz, Nukleáris Technika Tanszék -
Dr. Tőkési Károly
tudományos tanácsadó, MTA ATOMKI (külső)
