Tokamak je zařízení pro studium plazmatu. Plazma je takové skupenství látky, ve kterém její atomy jsou ionizovány. Plazma tedy obsahuje volné elektrony a ionty. Elektrony mohou být za vhodných podmínek v tokamaku urychlovány po kruhových drahách, a to až na energii několik MeV. Odstředivá síla by měla být vykompenzována Lorentzovou silou magnetického pole. Za jistých podmínek se však stane, že část elektronů se nějakým způsobem uvolní a narazí na stěnu tokamaku. Tím vytvoří tvrdé záření X (o energiích až několik MeV). Tento jev je nežádoucí a proto je zde požadavek na studium vlastností takto uniklých elektronů s cílem zjistit příčinu jejich nespoutanosti.
Bakalářská práce navazuje na samostatné práce Štěpána Malece, který na tokamaku GOLEM připravil a dále vyvíjí měřicí systémy založené na pixelových detektorech. Tyto systémy slouží k registraci tvrdého záření X a slouží ke studiu nespoutaných elektronů. Tyto detektory jsou spouštěny signálem, který je společný i pro všechny ostatní detektory. To umožňuje srovnávat signály ze dvou a více detektorů. Cílem práce je srovnáním signálů ze dvou a více detektorů nalézt systematicky se vyskytující jevy, které pomohou k pochopení charakteru detekovaného záření.
Zadání:
- Seznamte se s tokamakem Golem a nastudujte základní informace o tokamacích.
- Nalezněte odborné publikace shrnující poznatky o „run-away“ elektronech a pokuste se systematizovat tyto poznatky.
- Proveďte rešerši odborných publikací popisujících vývoj a užití polovodičových pixelových detektorů pro registraci ionizujícího záření vznikající na tokamacích.
- Seznamte se s detektory ionizujícího záření instalovaných na tokamaku GOLEM a naučte se s nimi měřit.
- Proveďte vhodná měření a výsledky statisticky analyzujte.
- Diskutujte zjištěná fakta s odborníky.
- J.E. Jaspers: „Relativisitc Runaway Electrons in Tokamak Plasmas“, Disertační práce, ISBN 90-386-0474-2, Technische Universiteit Eindhoven, 1995.
- GERNDT, J., PRŮŠA, P.: „Detektory ionizujícího záření“, ČVUT, 2011.
- F. Knoll: „Radiation Detection and Measurement“, John Wiley & Sons, Inc., 2000.
- Boris N. Breizman, et al: „Physics of runaway electrons in tokamaks“, 2019 Nucl. Fusion 59, 083001