När
Var
Evenemangsspråk
Doktorsavhandling: Role of hydrogenic molecules in fusion-relevant divertor plasmas
Termonukleär fusion är ett lovande koncept för tillgänglig, koldioxidfri energiproduktion. Det presumptiva fusionsbränslet, tunga väteisotoper, kan utvinnas ur havsvatten och produceras från litium. Energiproduktion sker genom att fusionera lätta element till tyngre element, vilket frigör energi i enlighet med principen för massdefekt. Vid termonukleär fusion tillförs väteisotoperna värmeenergi för att övervinna Coulomb-barriären och föra kärnorna i tillräcklig närhet för att fusionera. Den termiska energin förutsätter temperaturer på flera miljoner grader och resulterar i att vätebränslet existerar som en fullständigt joniserad gas, som ett plasma. Tokamak-konceptet innesluter den laddade plasman i ett toroidformat vakuumkärl med hjälp av magneter och en inducerad ström i plasmat för att kontrollera plasma-vägginteraktionen, som försämrar fusionsreaktionernas verkningsgrad. För att separera plasma-vägginteraktionen från den fusionerande plasmakärnan manipuleras den magnetiska topologin till en åtta vars fältlinjer slutar vid avledningsmålen (divertor targets, egen över.) som är designade för att utstå plasmats värmebelastning. Plasmaförhållandena vid och värmebelastningarna till avledningsmålen är starkt beroende av den lokala återvinningscykeln av plasma till atomer och molekyler.
En kollisionsradiativ (collisional-radiative, egen övers.) vätemolekylär vätskemodell, väl lämpad för kollisionella fusionsrelevanta plasman, har utvecklats och implementerats i vätskeplasmakoden UEDGE. Modellen möjliggör en självständig bedömning av molekylära värmebelastningar till avledningsmålen och rollen av komplexa molekylära reaktionskedjor på plasmaförhållandena vid och värmebelastningar till avledningsmålen. UEDGE-simuleringar som använder den nya molekylära modellen indikerar att molekylärt inducerade plasmaeffektförluster minskar plasmats värmebelastningarna till avledningsmålen. Jämförbarheten för den vätskemolekylära modellen med den kinetiska molekylmodellen EIRENE är tillräcklig för att motivera tillämpningen av UEDGE-vätskemolekylmodellen för fusionsrelevanta plasmaförhållanden vid avledningsmålen, vilket kommer minska beräkningstiden för fusionsplasmasimuleringar. Arbetet framhäver dessutom rollen av de kollisionsradiativa processerna som beaktas i de molekylära modellerna på de molekylära densiteterna och plasmats molekylärt inducerade energi- och partikelsänkor och -källor.
Opponent är professor Ursel Fantz, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Tyskland
Kustos är professor Mathias Groth, Aalto-universitetets högskola för teknikvetenskaper, institutionen för teknisk fysik
Doktorandens kontaktuppgifter: [email protected]
Disputationen ordnas i kampus (Otsvängen 1, sal M1).
Avhandlingen är offentligt tillgänglig i elektronisk form 10 dagar före disputationen: https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/
- Publicerat:
- Uppdaterad: