Fyzika inerciální fúze

Okruhy otázek ke státním závěrečným zkouškám magisterského studia

Obor: Fyzika plazmatu a termojaderné fúze

Předmět: Fyzika inerciální fúze

Předměty vztahující se k okruhům:

  • 02FIF -Fyzika inerciální fúze
  • 12PICF -Vybrané partie z PICF
1. Reakce jaderné syntézy; magnetické a inerciální udržení, ideální zápalná teplota; podmínky pro zapálení a vysoký zisk při inerciální fúzi (ICF), požadavky na výrobu energie pomocí inerciální fúze (IFE); paliva a palivové cykly pro fúzi
 
2. Fáze ICF, sférická imploze, slupkové terče, výhody kryogenního terče; "Aspect ratio" terče, symetrie a stabilita, tvarovaný laserový puls, přímá a nepřímá fúze, energetický zisk; terče pro přímou a nepřímou fúzi, jejich mechanismus fungování a výhody či nevýhody
 
3. Podmínky zapálení, izobarická konfigurace pro klasickou inerciální fúzi, izochorická konfigurace pro "Fast ignition"; výkonová bilance, vliv optické tloušťky
 
4. Rovnice hydrodynamiky, Eulerovy a Lagrangeovy souřadnice; rázové vlny, rázová adiabata, rázová vlna v ideálním plynu, slabé a silné rázové vlny; přenos energie, elektronová tepelná vodivost, radiační transport, lokální termodynamická rovnováha (LTE) a Kirchhoffův zákon, difúzní aproximace
 
5. Typy tepelných vln –nadzvuková vlna ohřevu, ablační vlna ohřevu, ablativní tepelná vlna; stacionární ablace, detonační a deflagrační vlna, Chapman-Joguetova řešení, vliv zrychlení; ablace rentgenovým zářením, laserová ablace
 
6. Hydrodynamické nestability: Rayleigh-Taylorova, Ritchmyer-Meshkovova, Kelvin-Helmoltzova (RTI, RMI, KHI), stabilita rozhraní; RTI při ablaci a vliv hustotního gradient
 
7. Absorpce laserového záření -hlavní mechanismus, koeficient absorpce, závislost na parametrech laserového pulsu
 
8. Nestability při interakci laserového záření s plazmatem -mechanismus vzniku, závislost rychlosti růstu na parametrech, místo vzniku nestabilit a jejich důsledek
 
9. Absorpce energie iontů, závislost na parametrech, porovnání mechanismu absorpce s laserovým zářením ; princip fungování laserů obecně, popis laseru NIF
 
10. Stavová rovnice a opacita, energie v hohlraumu (vztah k materiálu, tvaru a designu hohlraumu atd.); diskuze energetické bilance pro případnou budoucí elektrárnu, druhy zařízení pro zapálení fúze a nové koncepty pro zvýšení efektivity