Toroidális plazmákban terjedő hullámok kétdimenziós módusszám analízise
A napjainkban egyre növekvő energiaigény problémájára szolgálhatna megoldásul a csillagokban zajló fúziós energiatermelés földi megvalósítása. Ennek során könnyebb atommagok állnak össze nehezebb magokká, miközben a kémiai kötések erősségét nagyságrendekkel felülmúló kötési energia szabadul fel. Ahhoz, hogy ilyen átalakulásokkal energiatermelés legyen megvalósítható igen magas hőmérséklet szükséges, melyen az anyag plazma állapotba kerül, ionok és szabad elektronok keverékévé válik, melynek összetartása erős, külső mágneses mező létrehozásával lehetséges. Ezt a tárolási módszert valósítja meg a tokamak típusú fúziós berendezés, melyben a plazma tórusz alakú térben lebeg. A napjainkban még csak kísérleti szinten működő berendezések fejlesztése érdekében elengedhetetlen a plazmán belüli hullámok térbeli szerkezetének vizsgálata, amellyel én is foglalkoztam a munkám során.
A plazmában különböző típusú hullámok terjedhetnek, amelyek kellően nagy hullámhossza esetén az egész plazmát átfogó módusok alakulhatnak ki. A hullám fázisa a tóruszhoz idomuló koordinátarendszer két koordinátájának függvénye, melyeket toroidális, illetve poloidális szögnek nevezünk. A berendezés mérőszondái lehetőséget adnak a plazma vizsgálatára és a mérési eredmények alapján a hullám fázisa különböző pontokban meghatározható.
Munkám során a BME Nukleáris Technikai Intézetének Wavelet Tools programcsomagján végeztem fejlesztéseket, képessé téve azt a szondáknál számított fázisok, illetve a szondapozíciók ismeretében a vizsgált plazmahullám toroidális és poloidális módusszámának egyidejű meghatározására. A program korábbi verziója csupán az egyik kiszámítására volt alkalmas olyan szondagyűrűk vizsgálatával, ahol valamelyik koordináta megegyezett, ekkor ugyanis a mért fázisok különbségei lineárisan függtek a pozíció különbségtől és az arányossági tényező adta a módusszámot. Az általam kifejlesztett kétdimenziós módusszám-meghatározás az előbbi egydimenziós egyenesillesztés helyett egy síkillesztést hajt végre, egyidejűleg határozva meg mindkét módusszámot. Munkám részeként a kétdimenziós illesztéssel meghatározott értékeket a korábbi egydimenziós eredményekkel vetettem össze.
A kétdimenziós módszer egyértelmű előnye hogy a kísérletben felhasználható szondák nem korlátozódnak azokra, melyeknek egyik koordinátája megegyező. Mivel a kiértékelés e módon több mérési eredmény felhasználásával készülhet el a kapott eredmény pontosabbá vált. Lehetőség nyílt továbbá az esetlegesen hibásan üzemelő szondák megbízhatóbb kiszűrésére is, hiszen a több adat alapján végzett számítások után biztosabban állíthatjuk, hogy az eszköz helytelen mérési eredményt szolgáltatott.
szerző
-
Borsi Márton
Fizika alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
-
Pölöskei Péter Zsolt
demonstrátor, Nukleáris Technika Tanszék
