(2021) Vliv šířky spektra a koherence záření na interakci s plazmatem pro výzkum inerciální fúze

  • Vedoucí práce / Supervisor: doc. Ing. Ondřej Klimo, Ph.D.
  • Pracoviště / Workplace: FJFI
  • Kontakt / Contact: ondrej.klimo@fjfi.cvut.cz
Osnova / Outline: 

Abstrakt: Nestability v laserovém plazmatu omezují absorpci laserové energie a snižují
stlačitelnost paliva v experimentech inerciální termojaderné fúze (ICF). Dochází zde k rozptylu
světla od ablujícího materiálu a vzniku velmi horkých elektronů. Infračervené světelné zdroje
s velkou šířkou spektra mají velký potenciál potlačit růst těchto nestabilit, což by mohlo vyústit
v převratu ve výzkumu ICF. Díky velké šířce spektra se naruší rezonanční podmínky interakci
mezi vlnami, nebo vznikají nestability jen omezeně a lokálně místo jediné koherentní
nestability [1]. Prototypy nízkokoherentních vysoce výkonných laserů jsou v současné době již
ve vývoji [2]. V této práci se budeme zabývat interakcí laserových impulsů s nízkou koherencí
(včetně jejich generace např. podle [3]) s plazmatem, absorpcí těchto impulsů a zpomalením
nebo utlumením vzniku parametrických nestabilit. V úvodní části práce bude třeba
implementovat model nekoherentního záření do Particle-in-Cell simulačního kódu, např. kódu
EPOCH nebo Smilei, dále budou prováděny výpočetně náročné částicové simulace na
výkonných výpočetních clusterech. Tento výzkum má velký potenciál, neboť se jedná o velmi
aktuální a dosud neprobádanou oblast, jejíž výsledky mohou mít přímý vliv na budoucí
experimenty a celkový vývoj v oblasti výzkumu inerciální termojaderné fúze. Na tomto
výzkumu budeme spolupracovat výzkumným centrem s ELI Beamlines a dalšími zahraničními
týmu v rámci projektu Eurofusion.

klimo1

Literatura / reference: 

[1] https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.135005

[2] https://doi.org/10.1063/5.0009319

[3] https://doi.org/10.1038/ncomms11893