Rentgenové zobrazování fúzního plazmatu

Zobrazování rentgenovým zářením se stalo standardní metodou v mnoha oborech, kdy je potřeba zejména studovat husté objekty či objekty, které jsou netransparentní pro viditelné záření (např. v medicíně, na celnici, při studiu složení materiálů, pevných látek i složitých organických molekul – proteinů i DNA). Zobrazování rentgenovým zářením, ať už monochromatickým či polychromatickým, proto můžeme využít jako standardní diagnostiku pro laserem generované horké husté plazma. Díky pokroku v přesné výrobě sférických krystalů lze při zobrazování dosáhnout i vysokého prostorového rozlišení v jednotkách mikrometrů. Sférické zobrazovací krystaly vytvářejí obraz podobně jako obyčejná konkávní zrcadla, ale stejně jako rentgenové spektrometry využívají Braggovu podmínku pro maximální reflexi rentgenového záření s energií fotonů až 10 keV. V závislosti na zvolené vlnové délce (energii) záření se proto používají různé krystalografické roviny různých materiálů (např. křemen [100] či křemen [101], křemík [311] atd.).

Interakce laseru s plazmatem se zpravidla studuje pomocí záření emitovaného z K-alfa slupky ozařovaného materiálu (většinou měď či mědí dopované látky). Proto je možné sledovat nejen samotnou emisi rentgenového záření a její průběh v případě časově rozlišeného zobrazování, ale například i horké elektrony, které jsou produkovány v expandujícím plazmatu během interakce intenzívních laserových svazků s hmotou. Vedle zobrazování emisního rentgenového záření, v případě, že použijeme dodatečný zdroj rentgenového záření, například z plazmového betatronu, můžeme také studovat detaily ve vyvíjejícím se plazmatu (například generaci Rayleighovy-Taylorovy nestability) pomocí radiografických metod či metod rentgenové mikroskopie (tj. pomocí prosvícení plazmatu a rozlišení různě silné absorpce záření v různě hustých částech plazmatu).

Cílem práce je studium vlastností plazmatu pomocí rentgenového zobrazování. Student/ka se seznámí s fyzikou plazmatu, inerciální fúze, metodami rentgenového zobrazování, sférickými difrakčními krystaly a experimentálními technikami užívanými při studiu horkého hustého plazmatu. Téma práce je dostatečně široké, a tak umožňuje případné pokračování na výzkumném úkolu i diplomové práci. Naše skupina v rámci evropských aktivit EuroFusion spolupracuje s předními laboratořemi ve Francii, Německu, Velké Británii a Itálii.

  • Vedoucí práce / Supervisor: Ing. Oldřich Renner, DrSc. (ÚFP AV ČR)
  • Konzultant: Ing. Miroslav Krůs, Ph.D. (ÚFP AV ČR, FJFI)
  • Pracoviště / Workplace: Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i./Výzkumné centrum PALS
  • Kontakt / Contact: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.