(2021) Bezneutronové fúzní reakce

  • Vedoucí práce / Supervisor: Ing. Miroslav Krůs, Ph.D.
  • Pracoviště / Workplace: Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i./Výzkumné centrum PALS
  • Kontakt / Contact: krus@ipp.cas.cz

Osnova / Outline:

Jaderná fúze představuje slibný zdroj „čisté“ energie již více než 60 let. V současné době existuje několik způsobů, jak dosáhnout zažehnutí fúzní reakce. Vedle z-pinčů, různých druhů fúzorů, stelarátorů a tokamaků probíhá výzkum zapálení jaderné fúze pomocí vysoce výkonných laserových systémů. Nejčastějším palivem pro laserové fúzní reaktory je deuterium a využívá se zejména rekce deuteria s deuteriem či tritiem. Avšak při této reakci je většina uvolněné energie odnášeny neutrony, které při dopadu na stěnu reaktorové nádoby ji mohou aktivovat dlouhožijícími radioizotopy. Vedle této reakce ale existuje i řada bezneutronových reakcí, mezi nimi se zdá nejslibnější reakce protonu s borem, která produkuje tři alfa částice. Dalšími bezneutronovými reakcemi jsou například d-He3 či d-Li6, jež má největší energetický výtěžek. Tyto reakce, vyžadující avšak vyšší zápalné tlaky a teploty, tak umožňují ještě „čistší“ výrobu energie než klasická DT fúze. Cílem práce je studium bezneutronových fúzních reakcí. Student/ka se seznámí s fyzikou inerciální fúze, fyzikou bezneutronových reakcí a fyzikou laserových impulzů, generací svazků nabitých částic a experimentálními technikami užívanými během bezneutronových fúzních experimentů. Téma práce je dostatečně široké, a tak umožňuje případné pokračování na výzkumném úkolu i diplomové práci. (Téma je také možné pojmout teoreticky, tj. seznámením se s numerickými metodami – např. hydrodynamické simulace či simulace tzv. particle-in-cell.)