Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://moodle.fel.cvut.cz/courses/XP02DP
Anotace:
Předmět je zaměřen na experimentální diagnostiku horkého plazmatu generovaného elektrickými výboji (z-pinč, plazmový fokus), výkonovými lasery a tokamaky. Studenti získají znalosti o fyzikálních principech a praktickém použití klíčových diagnostických metod: rentgenové a XUV spektroskopie, interferometrie, šlírové metody, detekce neutronů (aktivační čítače, scintilační detektory pro time-of-flight metody), korpuskulární a mikrovlnné diagnostiky. Nedílnou součástí předmětu je laboratorní měření na zařízení PFZ-200 na FEL ČVUT v Praze.
Cíle studia:
Seznámit studenty s diagnostickými metodami horkého plazmatu, které je generováno elektrickými výboji (typu z-pinč, plazmový fokus), výkonovými lasery a tokamaky. Nedílnou součástí je praktické měření na zařízení PFZ-200 na FEL ČVUT v Praze, kde budou studenti samostatně zpracovávat a vyhodnocovat změřená data.
Obsah:
Detekce rentgenového záření, rtg. a XUV spektroskopie. Atomová a radiační fyzika, spektroskopické modely a metody stanovení parametrů plazmatu. Rentgenová spektroskopie s vysokým časovým, prostorovým a spektrálním rozlišením. Impulsní laser jako aktivní diagnostika – interferometrie, šlírová metoda, Thompsonův rozptyl. Sondová měření. Detekce fúzních neutronů s časovým, prostorovým a energetickým rozlišením. Analýza time-of-flight signálů a rekonstrukce energetických spekter neutronů. Měření proudu, napětí a magnetických polí. Diagnostika svazků neutrálních částic. Mikrovlnná diagnostika. Diagnostika interakce plazmatu se stěnou. Korpuskulární diagnostika elektronů a iontů. Praktické laboratorní měření na aparatuře PFZ-200.
Osnovy přednášek:
(pořadí přednášek se může lišit)
| 1. | | Detekce rtg. záření, rtg. a XUV spektroskopie, druhy spektroskopů. |
| 2. | | Atomová a radiační fyzika, spektroskopické modely a metody stanovení parametrů plazmatu. |
| 3. | | Rentgenová spektroskopie s časovým, prostorovým a spektrálním rozlišením; PIN detektory, polychromátory, dírkové kamery, MCP, streak kamery, bolometrie, tomografie. |
| 4. | | Impulsní laser jako aktivní diagnostika měření hustot a jejich gradientů; interferometrie, šlírová a stínová metoda, Thompsonův rozptyl. |
| 5. | | Sondová měření. |
| 6. | | Detekce fúzních neutronů s časovým, prostorovým a energetickým rozlišením. |
| 7. | | Analýza a zpracování neutronových time-of-flight signálů, MC metody rekonstrukce spekter a určení časového vývoje energetického spektra. |
| 8. | | Měření proudů, napětí a magnetických polí. |
| 9. | | Svazky neutrálních částic jako aktivní diagnostika, detekce neutrálních částic. |
| 10. | | Mikrovlnná diagnostika. |
| 11. | | Diagnostika interakce plazmatu se stěnou. |
| 12. | | Korpuskulární diagnostika (diagnostika elektronů, diagnostika iontů). |
| 13. | | Příprava na praktickou úlohu; konzultace, rezerva. |
| 14. | | Praktická laboratorní úloha (měření na univerzitním plazmatickém fokusu PFZ-200). |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Optická diagnostika hustého plazmatu – praktická ukázka interferometrie a šlírové metody. |
| 2. | | Impulsní technika a časování aparatury PFZ-200 – principy spouštění a synchronizace diagnostik. |
| 3. | | Příprava časování diagnostik a diagnostického řetězce – stanovení zpoždění a synchronizace měřených kanálů. |
| 4. | | Metodika zpracování měřených signálů – časové posuny signálů z osciloskopů, seznámení se skriptem pro Gnuplot. |
| 5. | | Diagnostika elektrických veličin – měření proudu (I), proudové derivace (dI/dt) a napětí (U). |
| 6. | | Časově a prostorově rozlišená diagnostika – práce s detektory nTOF, MCP, BD-PND, SAC. |
| 7. | | Komplexní laboratorní úloha na aparatuře PFZ-200 – integrace a vyhodnocení všech diagnostik. |
Literatura:
| [1] | | I. H. Hutchinson: Principles of Plasma Diagnostics. 2nd ed. Cambridge University Press, 2005. ISBN 978-0-521-67574-1. |
| [2] | | G. F. Knoll: Radiation Detection and Measurement. 4th ed. Wiley, 2010. ISBN 978-0-470-13148-0. |
| [3] | | D. Attwood: Soft X-rays and Extreme Ultraviolet Radiation: Principles and Applications. Cambridge University Press, 1999. ISBN 0-521-65214-6. |
| [4] | | R. H. Huddlestone: Plasma Diagnostic Techniques. Academic Press, 1965. |
| [5] | | P. Kubeš: Impulsní silnoproudé výboje a jejich diagnostika. Skriptum FEL ČVUT, 2005. <http://www.aldebaran.cz/plazma_p/files/0001_mhd.pdf>;. |
| [6] | | Materiály k předmětu, uložené prezentace přednášek (MS Teams): Team-02DPLA. |
Požadavky:
Aktivní účast na přednáškách a cvičeních. Účast na laboratorním měření v posledním výukovém týdnu, zpracování změřených dat.
Klíčová slova:
Diagnostika plazmatu, horké plazma, z-pinč, plazmový fokus, tokamak, rentgenová spektroskopie, XUV spektroskopie, interferometrie, šlírová metoda, Thompsonův rozptyl, detekce neutronů, time-of-flight, MCP, korpuskulární diagnostika, mikrovlnná diagnostika, sondová měření, fúzní plazma, D(d,n)3He reakce, PFZ-200.
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 14.9.2026 12:55:43, semestry: L/2029-30, L/2026-7, L/2025-6, L/2028-9, Z/2027-8, Z/2026-7, Z/2028-9, L/2027-8, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |