ED2220 Experimentell fusionsplasmafysik 6,0 hp

Experimental Fusion Plasma Physics

Syftet med denna kurs är att studenten ska bekanta sig med grundläggande experimentella och diagnostiska tekniker som används för forskning om fusionsplasmafysik inom området magnetisk inneslutning. Studenten lär sig tekniker för att uppnå heta, toroidala fusionsplasmor och att förstå den underliggande fysiken i vanliga fusionsplasmadiagnostiska metoder. Experiementella tekniker för att framställa fusionsplasma belyses genom studier av systemen på EXTRAP T2R RFP experimentet vid KTH. Dessutom får studenten praktisk erfarenhet av att använda  diagnostiker som finns på EXTRAP T2R samt av att analysera verkliga mätningsdata. De fysiska begreppen som utgör bas för plasmadiagnostikmetoderna introduceras och diskuteras systematiskt utifrån första principer under föreläsningarna. Ett antal plasmadiagnostiska tillämpningar kommer att introduceras i detalj.

Efter fullföljd kurs ska studenten kunna

●  beskriva experiementella tekniker för att generera toroidala fusionsplasma med höga temperaturer,

●  formulera de underliggande fysiska principerna för vanliga plasmadiagnostiska metoder,

●  uppskatta mätningsfel i plasmadiagnostiska data,

●  förklara de tekniska särdragen hos några vanliga grundläggande plasmadiagnostiska tillämpningar,

●  demonstrera praktisk användning av några utvalda plasmadiagnostiker som finns vid EXTRAP T2R,

●  skriva enkla datorkoder för att få fram, analysera och följa data från någon utvald plasmadiagnostik genom att använda sig av kommersiella mjukvarupaket (IDL, MATLAB),

●  göra några vanliga dataanalytiska uppgifter, såsom Fouriertransform och signalfiltrering genom att använda tillgängliga mjukvarorutiner,

●  presentera analyserade data i grafisk form i korta rapporter, som omfattar skrivet material som beskriver den diagnostiska strukturen och de använda dataanalysmetoderna.

Kursomgång och genomförande

Kursomgångar saknas för tidigare och kommande terminer, samt för innevarande termin.

Kursinformation

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll *

Experimentella tekniker för att skapa toroidala fusionsplasma med höga temperaturer, däribland vakuumteknologi, magneter, energilagring, plasmakontrollmetoder och datainsamling. Underliggande principer för vanliga plasmadiagnostikmetoder såsom magnetiska mätningar, mätning av plasmapartikelflöden, mätning av plasmats brytningsindex, elektromagnetisk emission från fria elektroner, elektromagentisk emission från bundna elektroner, spridning av elektromagnetiska vågor, mätningar av jonprocesser. Praktisk användning av några grundläggande plasmadiagnostiska tillämpningar. Val av diagnostiska tillämpningar baserat på systemen som finns i EXTRAP T2R, och som innehåller magnetisk diagnostik, interferometri, Thomsonspridning, spektrometri, bolometri, SXR kamera, och elektriska sonder.

Lärandemål *

Syftet med denna kurs är att studenten ska bekanta sig med grundläggande experimentella och diagnostiska tekniker som används för forskning om fusionsplasmafysik inom området magnetisk inneslutning. Studenten lär sig tekniker för att uppnå heta, toroidala fusionsplasmor och att förstå den underliggande fysiken i vanliga fusionsplasmadiagnostiska metoder. Experimentella tekniker för att framställa fusionsplasma belyses genom studier av systemen på EXTRAP T2R RFP experimentet vid KTH. Dessutom får studenten praktisk erfarenhet av att använda  diagnostikmetoder som finns på EXTRAP T2R samt av att analysera verkliga mätningsdata. De fysiska begreppen som utgör bas för plasmadiagnostikmetoderna introduceras och diskuteras systematiskt utifrån grundläggande principer. Ett antal plasmadiagnostiska tillämpningar kommer att introduceras i mera detalj.

Efter fullföljd kurs ska studenten kunna

●  beskriva experimentella tekniker för att generera toroidala fusionsplasma med höga temperaturer,

●  formulera de underliggande fysiska principerna för vanliga plasmadiagnostiska metoder,

●  uppskatta mätningsfel i plasmadiagnostiska data,

●  förklara den tekniska uppbyggnaden hos några vanliga grundläggande plasmadiagnostiska tillämpningar,

●  demonstrera praktisk användning av några utvalda plasmadiagnostikmetoder som finns vid EXTRAP T2R,

●  skriva enkla datorkoder för att få fram, analysera och visualisera data från någon utvald plasmadiagnostik genom att använda sig av kommersiella programvaror (IDL, MATLAB),

●  göra några vanliga dataanalyser, såsom Fouriertransform och signalfiltrering genom att använda tillgängliga programrutiner,

●  presentera analyserade data i grafisk form i korta rapporter, som omfattar beskrivningar av den diagnostiska strukturen och de använda dataanalysmetoderna.

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet *

120 hp i elektroteknik eller teknisk fysik inklusive dokumenterad kunskap i engelska B eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Goda kunskaper i fysik och elektromagnetism.

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Experimental Fusion Plasma Physics, Per Brunsell, KTH, 2007

Examination och slutförande

Betygsskala *

A, B, C, D, E, FX, F

Examination *

  • INL1 - Inlämningsuppgift, 6,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för 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 *

Individuella hemuppgifter som ger exempel på teorin. Gruppuppgifter som kräver att studenten använder diagnostiken och analyserar data för att erhålla specifik information, såsom elektrontemperatur och täthet, radiella strålningsprofiler, eller karakterisering av plasmafluktuationer. Kurspoäng ges för fullföljda individuella uppgifter och gruppuppgifter.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Per Brunsell

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb ED2220

Ges av

EECS/Elektroteknik

Huvudområde *

Elektroteknik, Fysik, Teknisk fysik

Utbildningsnivå *

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

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.

Övrig information

Ersätter 2A1190