Příprava a testování terčů pro laserovou p11B fúzi

  • Vedoucí práce / Supervisor: L. Juha
  • Pracoviště / Workplace: Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. - Centrum PALS
  • Kontakt / Contact: juha@fzu.cz

Osnova / Outline:

Inerciální fúze (ICF) je nyní ve velkých laserových laboratořích zkoumána hlavně s jádry různých izotopů vodíku. Nejčastěji jde o reakce dvou deuteronů nebo deuteronu a tritonu [1,2]. Nadějnou alternativou, studovanou pro laserovou fúzi zatím jen relativně krátkou dobu (viz např. [3,4]), je reakce p + 11B ® 3 4He + 8,7 MeV (na prvních urychlovačích pozorovaná již v roce 1933 [5]), při níž se neuvolňují neutrony. Tak by bylo možno výrazně redukovat aktivaci konstrukčních materiálů fúzního reaktoru. Terče pro tento druh fúzního výzkumu by tedy měly obsahovat jak bór, tak vodík. První experimenty byly realizovány s kompozitními materiály bór-polyethylén [3] nebo hydrogenizovanými křemíkovými substráty, do nichž byl bór vpraven iontovou implantací [4]. Tato práce bude zaměřena na přípravu lisovaných terčů ze sloučenin vodíku a bóru (např. NaBH4) a kompozitů izotopicky čistých sloučenin 11B s vodíkem bohatými organickými polymery. Dále budou na vhodný substrát deponovány vícevrstvé struktury bór - sloučenina vodíku. Po proměření fyzikálních a chemických charakteristik připravených terčů bude v Centru PALS (Prague Asterix Laser System) testována jejich odezva na laserové impulzy nesoucí energii až 750 J. Na bakalářskou práci bude možno navázat prací na VÚ a diplomovou prací zaměřenou na výzkum laserové p11B fúze.

 

Doporučená literatura:

  1. K. Rohlena: Inerciální fúze, Čs. čas. fyz. 60, 346 (2010).
  2. J. Limpouch: Významný pokrok ve výzkumu inerciální termojaderné syntézy, Čs. čas. fyz. 72, 8 (2022).
  3. V. S. Belyaev a kol.: Observation of neutronless fusion reactions in picosecond laser plasmas, Phys. Rev. E 72, 026406 (2005).
  4. A. Picciotto a kol.: Boron-proton nuclear-fusion enhancement induced in boron-doped silicon targets by low-contrast pulsed laser, Phys. Rev. X 4, 031030 (2014).
  5. M. L. E. Oliphant, L. Rutherford: Experiments on the transmutation of elements by protons, Proc. Roy. Soc. A 141, 259 (1933).