Målet er at give den studerende forståelse af hvad et plasma er,
hvordan det opfører sig, og hvilke videnskabelige og industrielle
sammenhænge plasmaer indgår i. Specielt sigtes på en forståelse af
de plasmaer der indgår i udviklingen af fusionsenergi. Kurset vil
give den studerende indsigt i hvordan dynamikken i plasma
modelleres matematisk, og på basis af simplificerede modeller gøre
den studerende i stand til selv at modellere grundlæggende
plasmafænomener. Tilegnet viden fra dette kursus giver basis for
videregående studier af fusionsplasmaer, astrofysiske plasmaer og
procesplasmaer der blandt andet anvendes til nanostrukturering af
overflader og en bred vifte af industrielle processer.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Beskrive kontinuum bevægelsesligningerne for et plasma
Redegøre for de grundlæggende principper ved udnyttelse af
fusionsenergi
Beskrive plasmaligevægtstilstande og tilhørende elektriske og
magnetiske felter
Beregne partiklers bevægelser i komplekse elektriske og
magnetiske felter
Udlede det dielektriske respons for et plasma for
simplificerede modeller
Beskrive grundlæggende bølgefænomener i plasmaer
Redegøre for udvekslingen af energi mellem bølger og
partikler
Vurdere hvilke modeller der bør anvendes i beskrivelsen af et
givet plasmafænomen
Designe opstillinger til indeslutning og generering af
plasma
Deducere informationer om et plasmas tilstand på basis af
målinger
Kursusindhold:
Betingelser for at gas ioniseres helt eller delvist og danner et
plasma. Afskærmning af ladede objekter i plasma og kollektiv
opførsel af partikler der udgør et plasma. Grundlæggende
bevægelsesligninger for populationer af ladede partikler i
elektromagnetiske felter inklusive selvgenererede felter. Magnetisk
indeslutning af plasma og grundlæggende stabilitetskriterier.
Kollisioner og diffusion. Dielektrisk respons af – og grundlæggende
bølgefænomener i – koldt plasma. Resonans og total refleksion.
Elementære dielektriske effekter i termiske plasmaer, herunder
Landau-dæmpning og cyklotronresonans. Elementære diagnostiske
metoder.
Fusionsenergi: beskrivelse af de grundlæggende processer og hvordan
fusionenergi kan udnyttes.
Litteraturhenvisninger:
Paul M. Belan, Fundamentals of Plasma Physics, Cambridge University
Press, 2006, ISBN 0-521-82116-9
