Elfutó elektronok dinamikájának szimulációja

PhD típus: 
Fizikai Tudományok Doktori Iskola
Év: 
2017/2018
Munkahely neve: 
BME Nukleáris Technikai Intézet
Munkahely címe: 
1111 Budapest, Műegyetem rkp. 9.
Leírás: 

Elfutó elektronok akkor jönnek létre, mikor egy plazmában az elektromos tér gyorsító hatása felülkerekedik a nagy energiájú elektronokra ható súrlódási erőn. Ezek a nagy energiájú elektronok már közepes erősségű elektromos tér hatására is erősen relativisztikus energiáig gyorsulhatnak. Elfutó elektronok számos természeti jelenség során keletkeznek, de laboratóriumi kisülésekben lehet őket legjobban tanulmányozni. A tokamak típusú mágneses összetartású fúziós plazmafizikai kísérleti berendezésekben működés közben megaamper nagyságrendű toroidális plazmaáram folyik. A plazma elektromos ellenállásában bekövetkező gyors változások hatására ennek az áramnak nagy része át tud alakulni elfutó elektronok áramává. Egy több 100 kA erősségű relativisztikus elektronnyaláb a berendezést jelentősen károsíthatja, így az elfutó elektronok modellezése kiemelt prioritást élvez.

A BME Nukleáris Technikai Intézetben egy európai nemzetközi együttműködés keretein belül évek óta foglakozunk elfutó elektronok modellezésével. 2014-től új feladatunk a különböző egyensúlyi és transzport kódok összekapcsolásával megvalósított Európai Transzport Szimulátorban (ETS) az elfutó elektron modellezés modulok fejlesztése. A feladat a legegyszerűbb modell implementálásától indult, ami csak az elfutó elektronok keletkezésének lehetőségét jelzi, és jelenleg már egy fluid jellemzőket szimuláló kód is a programcsomag része. Az út a következő években egyre kifinomultabb numerikus modellek megvalósítása felé vezet. Ezzel a bővítéssel jelentősen kibővül az ETS alkalmazhatósága, egyben lehetőséget biztosítva az elfutó elektron dinamika önkonzisztens modellezésére.

A doktorandusz feladata az ETS-be már integrált egyszerű elfutó elektron modellek érvényességi korlátainak vizsgálata fejlettebb kinetikus modellekkel, illetve az együttműködő partnereink által rendelkezésre bocsátott fejlett kinetikus modellek implementálása az ETS által használt Kepler szoftveres infrastruktúrába, valamint a modellek ETS-ben mutatott viselkedésének folyamatos kritikai elemzése, kísérletekkel való összevetése. A vizsgált jelenségek köre az elfutó elektronok keletkezéséhez szükséges körülmények meghatározásától az elfutó elektron transzport különböző mechanizmusainak globális hatásának tanulmányozásáig terjedhet. A feladat lehetőséget biztosít arra, hogy a doktorandusz részt vegyen egy olyan nemzetközi kutatócsoport munkájában, ami a tokamak plazma legteljesebb fizikai modellezését célozza. A munka Eurofusion támogatással valósul meg.

Elvárások: 

Szakmai angol nyelvi ismeretek, programozási készség, nemzetközi csapatmunkában végzett fegyelmezett munkára való hajlam.

Állapot: 
Végleges
Témavezető
Név: 
Pokol Gergő
Email cím: 
pokol@reak.bme.hu
Intézet: 
BME Nukleáris Technikai Intézet
Beosztás: 
egyetemi docens
Tudományos fokozat: 
PhD