Studium trajektorií relativistických elektronů v magnetickém poli tokamaku

Abstract

Tato diplomová práce se věnuje problematice tzv. ubíhajících elektronů, které jsou generovány za určitých podmínek v zařízeních typu tokamak. Tyto vysokoenergetické elektrony jsou urychlovany přítomným elektrickým polem a dopad jejich svazku na první stěnu experimentálního zařízení může způsobit závažné škody. Práce v prvé řadě shrnuje zakladní teoretické poznatky z fyziky ubíhající elektronů. Důraz je kladen na výklad metod, pomocí kterých lze počítat trajektorie relativistických částic v magnetickém poli tokamaku, a které byly využity při tvorbě softwaru simulujícího pohyb ubíhajících elektronů v tokamku COMPASS. Výsledky částicových simulací byly porovnány s měřením Čerenkovova detektoru, který je schopen detekovat energetické elektrony unikající z plazmatu.

This diploma thesis is dealing with so called runaway electrons, which are generated in the the tokamaks under particular conditions. These high energy electrons are accelerated in the electric field of tokamak and their impact onto the first wall of the experimental facility can cause serious damage. A brief summary of the fundamentals of runaway electron physics is given. The integration schemes dedicated for description of the dynamics of the relativistic particles in the magnetic field of the tokamak are presented. The given schemes were used to implement the program capable to calculate trajectories of the runaway electrons in the COMPASS tokamak. The results of the particle simulations were compared with measurements from the Cherenkov detector, which detects energetic electrons escaping from plasma volume.