Program 2020

Po 20. 1.

18:30 Vojtěch Svoboda - Tokamaku GOLEM v roce 2018

• Shrnutí pokračujících prací a novinek na tokamaku. Shrnutí akcí na tokamaku GOLEM konané v loňském roce a jejich vyhodnocení. Využití mikrovlnné předionizace.

Út 21. 1.

9:00 Martin Šach - Multidimensional Hydrodynamic Plasma Simulations and X- Ray Radiation Generation

• Ray tracing combined with a multidimensional hydrodynamic simulation is one of the possible means to simulate an interaction between plasma and an incoming laser beam. Specifically, hydrodynamic simulations using the finite element formulation with discontinuous discretization of quantities and staggered finite difference methods are considered. Development of a utility applicable to variety of problems using both types of discretization is thus desirable. While the main use case is the simulation of laser energy absorption, other applications are taken into account, such as X-ray propagation and amplification, synthetic radiography etc. Based on the previously mentioned requirements a general ray tracing procedure compatible with discontinuous representation of fluid quantities is designed. Moreover to enable the simulation of X-ray propagation and amplification a energy levels model is developed and used to post process the results of the general ray tracing procedure. The details of the developed methods and preliminary numerical results of the ongoing efforts will be shown. Prezentace

9:30 Jan Hečko - Bayesovské metody analýzy dat a Thomsonův rozptyl na tokamaku COMPASS, Bayesian inference and Thomson scattering at the COMPASS tokamak

• Bayesian inference is a popular approach to data analysis in many areas of science. The main aim of this presentation is to provide an illustrative introduction to Bayesian statistics and compare it to the traditional regression algorithms used in experimental physics. An application in fusion research, more specifically plasma diagnostics in tokamak devices using Thomson scattering (TS), is discussed. An intention to implement an alternative TS data processing routine at COMPASS tokamak based on Bayesian inference is introduced. Prezentace

10:00 Zuzana Kuglerová - Intense XUV/x-ray radiation causes changes in materials.

• When laser plasma interacts with material, warm dense matter is created and adds to damage of material. Sample is heated and compressed so melting occurs. We can distinguish thermal and non-thermal processes, depending on the mechanism of melting. Measuring of surface temperature could help to determine which of these processes is more relevant to material destruction. Optical pyrometry will be used in order to get temperature evolution during laser interaction with surface of sample. Prezentace

10:30 Lukáš Lobko - Měření neutronů na tokamaku COMPASS

• Účelem této prezentace je seznámení posluchače s problematikou měření neutronů, jakožto hlavního tématu mé bakalářské práce a navazujícího rozpracovaného výzkumného úkolu. Nejprve je stručně představen obsah rešeršní části BP. Poté je pozornost zaměřena na základní analýzu signálů z neutronových detektorů na tokamaku COMPASS. V závěru prezentace jsou představeny aktuální problémy a myšlenky, kterými se zaobírám v rámci VU. Prezentace

11:00 Michal Farník - EC waves in COMPASS and COMPASS-U tokamaks

• Electron cyclotron waves have a significant role in tokamak physics. The features of the electron cyclotron heating were presented. This heating is planned to be utilised at the future tokamak, COMPASS-Upgrade. The initial simulations of the EC beam propagation show a sufficient utilisation during the discharges with electron density below cutoff condition. In the second part, the possibility of a fast electron measurement via vertical electron cyclotron emission was described as well as the simulations and measured data from this diagnostics. Prezentace

11:30 Jakub Svoboda - Metrologie, tomografie a programování

• Metrology, tomography and programing, these three topics were major part of author’s work during last year. Introduction and explanation will be given for each topic in rather lightweight form. Metrology part is mainly focused on industrially used technologies. In the next part, rrecent results in tomography from JET and COMPASS tokamaks are shown and commented. Last part is focused on emphasizing importance of good programing habits when writing scientific code. Prezentace

12:00 Miroslav Šos - Investigation of pedestal stability in edge plasma region of the COMPASS tokamak

• Výzkum stability základny v okrajové plazmové oblasti tokamaku COMPASS Prezentace

16:30 Filip Papoušek - A systematic study of the impact of swept edge plasma potential biasing on turbulence in tokamaks

• Anomalous transport is one of the pivotal problems of plasma confinement, and it can be seen as a self-regulating mechanism of turbulence and zonal flows. Increasing zonal flows amplitude over its natural value by potential biasing leads to turbulence suppression. Small dimensions, together with a short discharge time of GOLEM tokamak, allows using simple edge biasing techniques and simple measurements of edge plasma, where double rake of Langmuir probes (DRP) is used. By using DRP, it is possible to obtain a radial profile of plasma potential and density for characterization of turbulence and the impact of biasing on it. This presentation describes the beginning of DRP reconstruction, which was necessary due to the insufficient reliability of the DRP in recent experiments. Better reliability should lead to adequate statistics of plasma density and potential profiles, allowing characterization of plasma turbulence with emphasis on zonal flows, especially on geodesic acoustic modes(GAMs). Prezentace

17:00 Samuel Lukeš - Measurement of properties of the liquid lithium divertor on the COMPASS tokamak

• Since the first plasma confinement chambers, there has always been a problem, when it comes to the plasma interactions with the surface of the chamber. Experiment of inserting capillary porous structure (CPS) filled with liquid metal to the position of the COMPASS tokamak strike-point is trying to find out a cheap and clever solution for future fusion reactors and other devices under extreme heat conditions. During the experiment, there was a need to measure the temperature of the liquid metal divertor (LMD) target inserted into the chamber. By using a visible light camera pointing at the target and Planck’s law, we were able to approximate the targets temperature just after the shot, while by knowing targets position and angle in which its facing the plasma, the time that is needed to melt down the CPS was also calculated. Whereas, there has been measured a cooling curve of the LMD at the end of the campaign, than we could estimate the amount of lithium that remained in the target. After all, it has been an interesting experiment and we have learned a lot about the behaviour of the LMD in plasma, and all the gained experience will be published in other articles. Prezentace

18:00 Jan Stöckel - Jak zkvalitnit výboj plazmatzu na tokamaku GOLEM

• studie parametrů vedoucích při jejich optimalizaci k prodložení plazmatického výboje

19:00 Petr Kulhánek - Vesmír zahalený temnotou

• Temná hmota a temná energie jsou pojmy, které představují jedny z největších záhad současné kosmologie a astronomie.

https://www.aldebaran.cz/lectures/2020_Dark.zip

St 22. 1.

9:00 Jan Čečrdle - Experiment with liquid lithium on tokamak COMPASS divertor

• One of the key obstacles in acheaving commercialy viable thermonuclear power plant is the overheating of divertor. Recent research shows, that heatflux from plasma to the divertor at ITER reactor, or future reactors such as DEMO, might be so high, that over time the wolfram monoblocks, which the divertor is constructed from, might not be able to withstand it. Liquid metals (metals with low melting points), for which the destruction of crystalline lattice is not threatening, might provide a solution to this problem. One of the proposed technologies implementing liquid metals in divertors is the capillary porous system or CPS. An experiment with CPS lithium target was conducted at COMPASS tokamak divertor with the goal to expose CPS technology to ITER relevant plasma and verify its viability as a potential plasma facing component. Prezentace

9:30 Andrea Kolínská - Analýza vlastností magnetických signálů vyzařovaných v průběhu vývoje přírodních bleskových výbojů

• V práci jsou prezentovány výsledky analýzy širokopásmových signálů generovaných přírodními bleskovými výboji. Měření probíhalo na pozemní stanici Ersa nacházející se na ostrově Korsika, za pomocí širokopásmového přijímače vyvinutého pro družici TARANIS. V datech zaznamenaných od září do prosince 2015 jsme ve vlnových formách magnetického pole identifikovali více než 600 bleskových výbojů. Statisticky jsme vyhodnotili časové prodlevy mezi prvním iniciačním pulzem a následujícím zpětným výbojem a pro každý případ určili poměr amplitud největšího iniciačního pulzu a pulzu zpětného výboje. Pro 209 bleskových výbojů diskutujeme vlastnosti nalezených pulzů detailněji, díky využití informací o poloze, velikosti proudu a polaritě daných zpětných výbojů získaných od detekční sítě Météorage. Pro vybrané bleskové výboje jsme získali navíc data od měřících stanic SAETTA, které zaznamenaly vysokofrekvenční zdroje (60-66 MHz) v průběhu iniciačních procesů u bleskových výbojů. Porovnáním těchto vysokofrekvenčních zdrojů a pulzů nalezených v datech z měřící stanice Ersa jsme zjistili, že vysokofrekvenční zdroje časově odpovídají intenzivním peakům iniciačních pulzů, a tudíž se jedná o projev stejného úkazu. Prezentace

10:00 Petr Mácha - Studium okrajového plazmatu v tokamacích pomocí pokročilých elektrických sond

• Prezentace se zabývá problematikou měření elektronové teploty okrajového plazmatu s vysokým časovým rozlišením na tokamacích pomocí pokročilých elektrických sond. Pomocí Ball-Pen a Langmuirovy sondy je nejprve experimentálně změřena elektronová teplota. Následně jsou prováděny numerické simulace tunelové sondy, jejichž výsledkem jsou kalibrační křivky reprezentující závislost poměru proudů v tunelové sondě na hustotě a teplotě plazmatu pro libovolný tokamak a rozměry tunelové sondy. Elektronová teplota je pak rychle určována porovnáním kalibračních křivek s experimentálně naměřenými poměry proudů v tunelové sondě. Pro ověření správnosti simulací jsou využívány hodnoty elektronové teploty měřené Ball-Pen a Langmuirovou sondou. V prezentaci ukazuji výsledky pro tokamak CASTOR a rozpracované výsledky pro tokamak GOLEM. Přínosem práce je možnost rychlého měření elektronové teploty na různých zařízení s různými rozměry tunelových sond. Prezentace

10:30 Anna Křivková - Application of High Power Lasers for a Laboratory Simulation of Meteor Plasma

• Interpretation of meteor plasma dynamics, its spectra and the dominant spectral features is currently mostly provided by mathematical modelling. Our results show that synthetic spectra calculation is not the only method for such in-depth study of meteor spectra. Laboratory experiments can help with qualitative and quantitative evaluation of the observational data and assignment of important spectral features in meteor emission spectra. Plasma induced by high power lasers provides very suitable experimental approach for such purely laboratory simulation of meteor plasma. Importantly, target experiments with ablation of various real specimens of meteorites help to understand behavior of meteor plasma under strictly controlled laboratory conditions. We show that at least extrapolation of parameters is better than only theoretical simulation. In our study, we provide description, evaluation of advantages and also limitations of this new experimental approach based on laser ablation of real meteorite samples using a wide range of laser sources: Terawatt-class large laser infrastructure PALS, high power Ti:Sa femtosecond laser, laboratory Nd:YAG, ArF excimer laser and large diode pumped solid state laser infrastructure HiLASE. Prezentace

11:00 Daniel Procházka - Elektromagnetické vlastnosti měsíců a planet

• Numerical simulations are a tool that can help us determine the composition of bodies interacting with the solar wind. Basic features of different types of interactions are discussed, with emphasis on the lunar case. As a first approximation, the Moon can be viewed as a non-conducting obstacle absorbing all incident plasma. However, the surrounding plasma flow may be influenced by Moon’s conducting core via induced currents. In order to investigate this effect, a hybrid (fluid electrons, kinetic ions) numerical simulation is used. Constraints needed to be put on the lunar model because of stability problems. So far, the difference in results when conductivity was taken into account and when it was not was at noise levels. In the future, we will work on fixing the problem so that more realistic conductivity model can be used. Numerické simulace lze využít k určení složení těles, které interagují se slunečním větrem. V prezentaci jsou diskutovány základní rysy různých typů interakcí, s důrazem na případ Měsíce. V prvním přiblížení lze Měsíc vnímat jako nevodivou překážku absorbující veškeré dopadající plasma. Tok plazmatu kolem Měsíce však může být ovlivněn vodivým Měsíčním jádrem skrze indukované proudy. Pro zkoumíní tohoto efektu je použita hybridní (elektrony MHD, ionty PIC) numerická simulace. Na model Měsíce bylo nutno uvalit omezení kvůli problémům se stabilitou. Rozdíl ve výsledcích, kdy byla vodivost vzata v potaz a kdy nebyla, je na úrovni šumu. V budoucnu se budeme snažit vyřešit tento problém aby mohl být použit realističtější model vodivosti. Prezentace

11:30 Marek Tunkl - Segmentované polovodičové detektory pro diagnostiku ubíhajících elektronů

• Při plazmatickém výboji v tokamacích může být část elektronů urychlena k relativistickým rychlostem. Tyto, takzvané ubíhající elektrony (RE), mohou poškodit části komory vystavené plazmatu a přilehlou diagnostiku. Polovodičové detektory ionizujícího záření jsou široce používané k detekci částic s vysokou energií. Tento příspěvek se zabývá použitím segmentovaného polovodičového detektoru jako nové diagnostiky ubíhajících elektronů. Stripový detektor s vyčítácím čipem PH32 (vyvíjený v CAPADS při FJFI) byl instalován do vakuové komory tokamaku GOLEM. V tomto tokamaku jsou i při standardním výboji generovány RE a díky jeho malé velikosti a vysoké opakovací frekvenci je vhodným zařízením pro testování diagnostiky. V příspěvku jsou prezentovány výsledky měření. Měření je porovnáno se standardní diagnostikou RE a je diskutována prostorová nehomogenita detekovaného záření. Prezentace

17:00 Michal Zhoř - Diagnostika rentgenových svazků z laserového plazmatu

• The presentation deals with X-ray sources and their diagnostics. The aim is to describe the basic physical principles of functioning of the sources, their features and technical realization. It focuses mainly on laser-driven X-ray sources and their functioning including necessary theoretical background of describing plasma and its attributes. Furthemore, the aim is to describe the characteristics of X-rays and techniques of their identification, pros and cons of every single technique and their utilization. Moreover, it verifies theoretically the efficiency of several methods with applying them to the artificially generated spectrum and to the real data from plasma X-ray source. At the end it outlines the future research of plasma X-ray sources and its diagnosticks. Prezentace

18:00 Jana Brotánková - PlasmaLab@CTU – status a vývoj

• stav a vývoj projektů Mezinárodní doktorský program vysokoteplotního plazmatu a jaderné fúze s cílem: Akreditace joint degree s Univerzitou v Gentu a projektu PlasmaLab@CTU (plný název: Laboratoř horkého plazmatu a fúzní techniky) s cílem projektu: Vybudovat vzdělávací laboratoř v oboru fyziky horkého plazmatu a techniky fúze v kombinaci s rozvojem tokamaku GOLEM

19:00 Jan Mlynář - diskuse k novým možnostem zaměření FPTF

Čt 23. 1.

16:00 Sergej Kulkov - Ubíhající elektrony a jejich detekce segmentovanými křemíkovými detektory

• prezentace popisuje ubíhající elektrony a mechanizmy jejich generace v tokamacích: primární Dreicerův a tzv. “hot-tail” mechanizmus, sekundární lavinový mechanizmus. Dále jsou popsány fyzikální jevy, na základě kterých se pak provádí detekce ubíhajících elektronů: bremsstrahlung, interakce záření s materiálem a generace fotoneutronů v tokamaku. Prezentace se uzavírá výsledky, které byli naměřeny během RE kampaně na tokamaku COMPASS polovodičovým detektorem X-Chip-03. Naměřená data jsou porovnána se signály z diagnostik tokamaku. Prezentace

16:30 Kateřina Jiráková - Transportní modelování okrajového plazmatu

• Modelování plazmatu je vedle experimentu a teoretického popisu jedním z pilířů zkoumání fyziky plazmatu. V této prezentace je představen transportní kód SOLPS-ITER a jsou uvedeny první výsledky modelování tokamaku COMPASS za jeho pomoci. Primární aplikace transportních kódů spočívá v popisu transportu tepla a nečistot v okrajovém plazmatu, čímž jsou ideální k výzkumu detachmentu a tepelných toků na divertoru. Prezentace

17:00 Ondřej Grover - Enhanced Plasma Confinement in Tokamaks with Focus on the Turbulence-Flow Interaction

• Summary of activities in the past year, Estimating causal effects without manipulation/intervention possible with do-calculus, Priority for coming year: finalize and publish ongoing work (LCO scaling, vorticity, L-H studies) Prezentace

18:00 Ondřej Kudláček - Kinetic control in tokamaks

• The properties of tokamak plasma are heavily influenced by the distribution of the kinetic quantities such as electron and ion temperature, electron density, and plasma current density. A real time control of these quantities is essential for a steady state tokamak operation. However, this control is very challenging for two reasons: First, it is hard to measure these quantities in real time. Second, all of them are mutually strongly coupled. The presentation will show the methods of dealing with this type of control and present some results on the temperature profile control and shot-to-shot optimisation of the ratio of the electron and ion temperature on ASDEX-Upgrade tokamak. Prezentace

19:00 Xenie Schmalz - Kudláčková - Open Science: An introduction

• Ideally, the scientific process should be both reproducible and replicable: A research finding should rest on analyses which are sound, and should be obtainable by different researchers under similar conditions. Across several fields, ranging from psychology through cancer research to AI, it has been found that these conditions are often not met (e.g., Olorisade et al., 2017; Open Science Collaboration, 2015). In this talk, I introduced Open Science as a way to increase the reproducibility and replicability of research. Transparency about the research process, including experiments which are unsuccessful, should allow the research community to follow the methodology and avoid unsuccessful approaches that have already been tried by other labs. I further showed how, given the use of the p-value for inference, publication bias and questionable research practices lead to a distorted literature. This should be alleviated by transparency about intentions, hypotheses, and planned and actual analyses. Open Science also reaches beyond the research workflow, by providing access to the scientific literature to a non-academic audience. Prezentace

Pá 24. 1.

9:00 Richard Duban - Study of Technique for Distribution of Tokamak Divertor Plasma Heat Flux

9:30 Adam Seman - Life after FTTF

• Lottery games at EVONA, Theoretical physics at GA DRILLING, Python Developer at ERNI Prezentace

10:00 Ondřej Grover, Vojtěch Svoboda - Shrnutí dosavadních výsledků a diskuse k dalšímu pokračování studentských vědeckých konferencí.

11:30 Zakončení konference

15:00 odjezd