Ubíhající elektrony

Abstract

Tato práce se zabývá chováním vysokoenergetických elektronů ve fúzním a kosmickém plazmatu - tzv. ubíhajících (runaway) elektronů. V první, teoretické části práce je stručně popsáno plazma jako takové, současné fúzní technologie a dva z nejdůležitějších přístupů, jež jsou k popisu plazmatu používány - mikroskopický a statistický. Na nich je založen teoretický model ubíhajících elektronů včetně způsobů jejich vzniku, způsobů, kterými tyto elektrony ztrácejí energii a možností, jak mohou zanikat. Ve druhé části práce je popsána metodologie a numerické metody, které jsou následně použity ve třetí, praktické části práce, kterou je numerická Monte Carlo simulace. Jejím cílem je výpočet vlivu jednoho ze ztrátových kanálů runaway elektronů, kterým je generování elektronových-pozitronových párů těmito elektrony. Zde je posán samotný algoritmus výpočtu a jsou diskutovány výsledky simulace v kontextu současných poznatků z oblasti fyziky plazmatu.

This thesis focuses on the phenomenon of high energetic electrons in fusion and astrophysical plasma - so called runaway electrons. In the first part, the theoretical background is put forward. This includes the description of plasma, fusion reaction technologies as well as two of the main approaches used in plasma physics - microscopic and statistic. Using those two approaches, description of the runaway particles is put forward including their ways of formation, energy losing channels and possible ways of extinction. The second part includes the methodology and numerical approaches which are later used in the third part - the Monte Carlo numerical simulation. Its goal is to investigate one of the energy losing channels of runaway particles, which is electron-positron pairs generation. In this part, the algorithm itself is described. Then, the results of the simulation are discussed in the context of current knowledge.