Hoppa till huvudinnehållet
Till KTH:s startsida Till KTH:s startsida

ED2200 Energi och fusionsforskning 6,0 hp

Administrera Om kursen

In earlier days, the question "For how long will the fossil fuels last?" was often raised, but now we rather ask "When can we free ourselves from the dependence on fossil fuels?".
In this course, a background is given to the problems concerning future energy provision that we are realizing today and that will become critical towards the mid-century unless new energy sources are developed. We will also discuss the alternative energy sources that are known today.
Within fusion research, the goal is to produce a sustainable energy source for large scale generation of electricity. By using the surplus energy that is released when light atomic nuclei merge (fusion), the final benefit comes from an endurable and environmentally friendly "Sun on earth". Since the early 1960's, the Alfven Laboratory at KTH has been part of the international collaboration in this field.
This introductory course will provide the physical and technological basics and give a picture of the state of present day fusion research. We may now say, with some confidence, that fusion power will indeed be realized. In the course, different solutions to this "the greatest technological challenge ever pursued by man" will be presented.

Välj termin och kursomgång

Välj termin och kursomgång för att se aktuell information och mer om kursen, såsom kursplan, studieperiod och anmälningsinformation.

Kursval

Gäller för kursomgång

VT 2025 TEFRM/CLGYM programstuderande

Anmälningskod

60158

Rubriker med innehåll från kursplan ED2200 (VT 2022–) är markerade med en asterisk ( )

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

Kursen ger en översiktlig introduktion till energiproblemen och fusionsforskning.

Speciellt behandlas följande områden.

Energibehovet. Olika energikällor. Miljö och energi. Möjliga framtidsscenarier. Fusionsenergins potential.

Kort fusionshistorik. Forskningen på KTH och globalt.

Lawsonkriteriet. Om fusionsplasmat. Plasmats

kvalitetsparametrar.

Teoretiska plasmamodeller. Jämvikt. Stabilitet. Transport Tokamaken idag och som reaktor.

Alternativ fusion. Tröghetsinneslutning.

Reaktorns konstruktion.

Fusionsenergins säkerhets- och miljöfrågor.

Studiebesök vid den experimentella fusionsanläggningen

Extrap T2R ingår.

Lärandemål

Syftet med kursen är att diskutera framtidens energiproblematik och fusionsenergins kommande roll samt att ge grundläggande kunskaper i fusionsfysik.

Kursmålen, som också examineras, utgörs av att kunna:

  • översiktligt redogöra för den nationella och globala energiproduktionen i ett uthållighetsperspektiv
  • diskutera behovet av fusionsenergi i den framtida elenergiproduktionen
  • beskriva principerna för magnetisk inneslutning, både på partikel- och makroskopisk nivå
  • redogöra för de viktigaste plasmamodellerna
  • lösa enklare jämvikts-, stabilitets- och transportproblem inom fusionsplasmafysiken
  • redogöra för de viktigaste plasmaparametrarna och diagnostikmetoder för dessa i ett fusionsplasma
  • förklara hur olika uppvärmningsmetoder fungerar
  • beskriva funktionen av, och komponenterna i, framtida fusionskraftverk
  • redogöra för alternativa inneslutningsprinciper och den planerade utvecklingen av tokamaken till reaktor.

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

Gymnasiekursen Engelska B/6.

Kunskaper i flervariabelanalys, 7,5 hp motsvarande slutförd kurs SF1626.  

Kunskaper i elektromagnetism och vågrörelselära, 7,5 hp motsvarande slutförd kurs SK1110.

Rekommenderade förkunskaper

Kursen EF2200 Plasmafysik rekommenderas, men är ej nödvändig.

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Ingen information tillagd

Examination och slutförande

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Betygsskala

P, F

Examination

  • PRO1 - Projektuppgift, 1,5 hp, betygsskala: P, F
  • ÖVN1 - Inlämningsuppgifter, 4,5 hp, betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg

Examinationen är fortlöpande; den utgörs av deltagande i undervisningen + mindre grupparbeten på lektionstid (1.5 hp) och inlämningsuppgifter (4.5 hp). Tentamen ges ej.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Profile picture Per Brunsell

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Ytterligare information

Kursrum i Canvas

Registrerade studenter hittar information för genomförande av kursen i kursrummet i Canvas. En länk till kursrummet finns under fliken Studier i Personliga menyn vid kursstart.

Ges av

EECS/Elektroteknik

Huvudområde

Elektroteknik, Fysik, Teknisk fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Per Brunsell (brunsell@kth.se)

Övrig information

Kursen är lärandeorienterad, med föreläsningar utifrån givna målproblem och övningar delvis utförda som minigrupparbeten.

I denna kurs tillämpas EECS hederskodex, se: http://www.kth.se/eecs/utbildning/hederskodex.