Tokamakokban keletkező elfutó elektronok vizsgálata

A mai világban, ahol egyre nő az energiaszükséglet, ám egyre apadnak a fosszilis tüzelőanyagok, szükségünk van alternatív energiaforrásokra is. A megújulók megoldást jelenthetnek a problémákra, de ellátásbiztonsági okokból erre nem támaszkodhatunk teljes mértékben. A fisszós energiatermelés jó megoldást nyújthat, de nem szabad megfeledkeznünk az atomenergia másik ágáról, a fúzióról sem. Ez egy új energiaforrást biztosíthat számunkra, de ennek megvalósítása egyelőre még kísérleti fázisban tart. Szabályozott magfúziós energiatermelésre legalkalmasabb berendezésnek jelenleg a tokamakok tűnnek. Villamosenergia-termelésére azonban még ezek sem alkalmasak. A megoldandó problémák közé tartozik a plazmában üzemzavari körülmények között létrejövő úgynevezett diszrupció, melynek során a plazma összetartása leromlik. Ennek hatására keletkezhetnek a reaktorban elfutó elektronok, amelyek nagyenergiájú részecskenyalábot alkotva súlyos károkat tehetnek a berendezés belső falában.

Jelen vizsgálataim során elméleti modellek segítségével tanulmányoztam az elfutó elektronok keletkezési mechanizmusainak dinamikáját. Az elemzésekhez egy már létező szimulációt használtam. Első körben a diszrupció miatt lehűlő plazma véghőmérsékletének, illetve a hűlés karakterisztikus idejének függvényében vizsgáltam az elfutó elektronok keletkezését.

A tanulmány célja a későbbi, már összetettebb elemzések megalapozása, melyek során egy komplexebb, az atomfizikával is számoló szimuláció segítségével a gázbefecskendezések hatását tudjuk vizsgálni, melyet az elfutó elektronok számának csökkentésére használunk fel.