Plazminės technologijos

Dalyko anotacija lietuvių kalba

Kursas skirtas supažindinti studentus su plazminių technologijų fizikiniais pagrindais ir jų panaudojimu medicinoje, elektronikoje ir metalurgijoje, akcentuojant aukštatemperatūrinės plazmos panaudojimą termobranduolinėje energetikoje. Kursas susideda iš specialiųjų plazmos fizikos skyrių, aiškinančių plazmos egzistavimo sąlygas, plazmos elgseną magnetiniuose ir elektriniuose laukuose, plazmos kaitinimo fiziką ir techniką. Atskirai aptariama plazma tokamakuose.

Dalyko anotacija užsienio kalba

The course presents the main concepts on specific applications of plasma in different areas including medicine, electronics, metallurgy, etc., with emphasis on the plasma used in thermonuclear reactor. The key topics include the plasma material state, plasma formation, plasma characteristics and plasma behavior in magnetic fields. Plasma industrial applications are considered.

Būtinas pasirengimas dalyko studijoms

Išklausyti Bendrosios fizikos, Matematinės analizės, Mechanikos, Elektros ir magnetizmo ir Optikos kursai.

Dalyko studijų rezultatai

1. Aiškinti plazminių technologijų įvairovę sprendžiant problemas, susijusias su medžiagotyra. 2. Analizuoti būdus ir metodus technologinei plazmai, generuojamai praretintose dujose ir atmosferoje, gauti. 3. Išsiaiškinti pagrindines plazmos charakteristikas ir jų priklausomybes nuo technologinių parametrų kuriant plazmines technologijas naujoms medžiagoms gauti. 4. Analizuoti procesus, vykstančius riboje tarp plazmos ir sienelės, sprendžiant medžiagų erozijos problemas. 5. Kiekybiškai įvertinti erozijos procesų įtaką plazmos parametrams bei medžiagų savybėms parenkant pirmosios sienelės medžiagas tokamake. 6. Analizuoti sąlygas, prie kurių vyksta termobranduolinė reakcija plazmoje kuriant naujos kartos termobranduolinį reaktorių.

Dalyko turinys

Dujų jonizacijos būdai ir įrengimai. Elektroninė jonizacija. Diodinė sistema ir jos voltamperinė charakteristika. Sąlygos save palaikančiai plazmai susidaryti. Plazmos generacija aukšto dažnio laukuose. Magnetinė plazma. Lengmiuro zondas. Plazmos temperatūra. Plazmos potencialai. Pusiausvyrinė ir nepusiausvyrinė plazma. Jonizacijos efektyvumo priklausomybė nuo slėgio ir elektrinio lauko stiprumo. Elektronų, jonų ir fotonų srautai iš plazmos į sienelę. Dalelių energijos nuostoliai. Energijos balanso lygtis sienelei, kontaktuojančiai su plazma. Sienelės temperatūra. Balistiniai procesai medžiagoje. Erozija, implantacija, defektų generacija ir cheminės reakcijos. Pirmoji termobranduolinio reaktoriaus sienelė. Termobranduolinė sintezė. Plazmos valdymas toroidiniame reaktoriuje. Plazmos kaitinimas. Tokamako pagrindiniai konstrukciniai elementai.

Dalyko studijos valandomis

Paskaitos – 30 val., seminarai – 15 val., laboratoriniai darbai kompiuterių klasėje – 15 val., studentų savarankiškas darbas ruošiantis atsiskaitymams, seminarams ir laboratorinių darbų gynimams – 90 val. Iš viso – 150 val.

Studijų rezultatų vertinimas

Kolokviumas – 20 %, seminarai – 15%, laboratoriniai darbai – 15 %, kursinis projektas ir baigiamasis egzaminas – 50 % galutinio pažymio.

Literatūra

1. 2005 L.Pranevičius. Plasma technologies. (http://www.hydrogen.lt/mokymai/kursai/plasma.pdf) LEI
2. 2003 L.Pranevičius, C.Templier, D.Milčius, L.L.Pranevičius. Plasma technologies. VDU
Papildoma literatūra
1. 2008 P.M.Bellan. Fundamentals of plasma physics. Cambridge University Press
2. 1994 M.A.Lieberman. Principles of plasma discharges and materials processing. John Wiley & Sons