Hoppa till huvudinnehållet

ED2235 Atomfysik för fusion 6,0 hp

Forskning och utveckling av kontrollerad fusion innebär kunskap och metoder från många olika områden inom fysiken, såsom elektromagnetism, plasmafysik, kärnfysik, atomfysik, ytfysik och materialfysik.

Syftet med denna kurs är att studenten lär känna de sidor av atomfysiken som är  viktigast för fusionsforskning. Kursen fokuserar på grundläggande förståelse av atomära kollisioner och tillämpning vid plasmamodellering, plasmadiagnostik och plasma-väggväxelverkan. En stor del av kursens innehåll kan tillämpas även inom andra sammanhang inom plasmaprocesser och -teknologi, jonisk implantation och strålningseffekter.

Välj termin och kursomgång

Välj termin och kursomgång för att se information från rätt kursplan och kursomgång.

Rubriker med innehåll från kursplan ED2235 (HT 2021–) är markerade med en asterisk ( )

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

  • Kort översikt av kvantmekanik och atomstruktur. 
  • Atomära kollisioner, tvärsnitt, ratekoefficienter. 
  • Elastiska kollisioner, klassiskt och vågmekaniskt. 
  • Bornapproximationen. 
  • Interatomära potentialer. 
  • Thomas-Fermi modellen. 
  • En universell  interatomär potential. 
  • Plasmaresistivitet. 
  • Stoppingtvärsnitt, sputtring och bakåtspridning vid ytor. 
  • Inelastiska kollisioner med klassisk och semiklassisk modell. 
  • Jonisation, rekombination, laddningsutbyte, bromsstrålning. 
  • Effektivt Z, strålningsförluster, jämvikter, transport och energiinneslutningstid. 
  • Användning av data för atomära processer i modeller som behandlar fusionsplasmafysikproblem. 

Lärandemål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna

  • förklara fysiken för atomära kollisioner vad gäller dominerande mekanismer i processer som elastisk spridning, jonisation, excitation och laddningsutbyte, samt översiktligt redogöra för atomstruktur och jämvikter i plasma
  • göra intuitiva bedömningar av relevanta storleksordningar, tidsskalor, energiberoenden etc. i fusionsrelevanta atomära processer
  • se och redogöra för atomära kollisioners roll i fusionsplasmafysik och plasma-ytväxelverkan
  • använda databaser och semiempiriska formler för atomfysikdata som tvärsnitt och ratekoefficienter, samt för härledda storheter som stoppingtvärsnitt och sputtering yield
  • använda atomfysikdata i numerisk modellering av plasmafenomen.

Kursupplägg

Ingen information tillagd

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

Slutförda kurser i

  • grundläggande mekanik motsvarande SK1108/SG1112
  • elektromagnetisk fältteori motsvarande EI1220/EI1320
  • introduktion till modern fysik motsvarande SH2008

alternativt att behörighetskraven för masterprogrammet i elektromagnetism, fusion och rymdteknik eller kärnenergiteknik  är uppfyllda.

Aktivt deltagande i kursomgång vars slutexamination ännu inte är Ladokrapporterad jämställs med slutförd kurs.

Den som är registrerad anses vara aktivt deltagande.

Med slutexamination avses både ordinarie examination och det första omexaminationstillfället.

Rekommenderade förkunskaper

Erforderlig bakgrund: Grundläggande mekanik och elektromagnetisk teori, introduktion till modern fysik (SH2008 eller liknande).

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Föreläsningsanteckningar/kompendium, H. Bergsåker.

Korta utdrag ur 

D. Park, Introduction to the Quantum Theory, 3rd ed. 1991,

R.D. Cowan, The Theory of Atomic Structure and Spectra,

H. Haken, H.C. Wolf, Atomic and quantum physics.

Några tidskriftsartiklar.

Examination och slutförande

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

Betygsskala

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

Examination

  • ANN1 - Inlämningsuppgift- individuellt, 1,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • ANN2 - Inlämningsuppgift-grupp, 1,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • TEN1 - Tentamen, 3,0 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.

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Profile picture Henrik Bergsåker

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

Kurswebb

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

Kurswebb ED2235

Ges av

EECS/Elektroteknik

Huvudområde

Elektroteknik, Fysik, Teknisk fysik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Henric Bergsåker

Övrig information

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