Ion acceleration mechanisms in deuterium z-pinches
Project goals
The characteristic property of z-pinches is very efficient conversion of stored electrical energy into plasmas. At present, z-pinches are the most powerful and the most efficient laboratory x-ray sources. The z-pinch effect can be also used for the efficient generation of fast ions. Recently, the acceleration of hydrogen ions up to 40 MeV has been observed in a megaampere z-pinch. The 40 MeV energy is several times higher than any theoretical or numerical predictions. Even though fast ions produced the first fusion neutrons in z-pinches already 60 years ago, the acceleration mechanism is still a source of debate. For this reason, the main purpose of this project is to study ion acceleration in z-pinches. In order to verify theoretical models and to benchmark numerical codes, comprehensive plasma diagnostics and novel diagnostic methods will be used. Considering the natural occurrence of the pinch effect in space and fusion plasmas, the study of ion acceleration in z-pinches might contribute to a better understanding of cosmic rays or disruption in tokamaks.
Keywords
Z-pinchdischargeaccelerationfast ionsdeuteriumplasma diagnostics
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Main participants
České vysoké učení technické v Praze / Fakulta elektrotechnická
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.Contest type
VS - Public tender
Contract ID
16-07036S
Alternative language
Project name in Czech
Mechanismy urychlení iontů v deuteriových z-pinčích
Annotation in Czech
Silnoproudé výboje typu z-pinče jsou charakteristické svou vysokou účinností konverze elektrické energie do energie plazmatu. V současné době je z-pinč nejvýkonnějším i nejúčinnějším laboratorním zdrojem rentgenového záření. Princip z-pinče může být také využit k efektivní generaci rychlých iontů. Nedávno byly v z-pinči pozorovány vodíkové ionty urychlené až na 40 MeV. Dosažené energie iontů několikanásobně převýšily jak teoretické tak numerické odhady. Přestože rychlé ionty produkovaly první fúzní neutrony v z-pinčích již před 60 lety, tak mechanismus urychlení stále není znám a je předmětem rozsáhlé diskuze. Právě mechanismus urychlení iontů v tzv. pinčovém plazmatu je hlavním předmětem tohoto projektu. V rámci tohoto projektu použijeme komplexní diagnostiku plazmatu a nové diagnostické metody, na základě kterých bude možné ověřit teoretické modely a numerické simulace. Vzhledem k přirozenému výskytu pinčového jevu v kosmickém i fúzním plazmatu může studium urychlení částic v z-pinčích přispět také k pochopení generace kosmického záření či 'disrupce' v tokamacích.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
The results of the project are excellent with very extensive international collaboration. Results were published in 21 papers in journals with the impact factor and another 6 papers in category D-Wos. A part of the research was carried also by students and PhD students. I have not found any problem with finances and possible violation of the rules of the Grant Agency.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2016
Realization period - end
Dec 31, 2018
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 26, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP19-GA0-GA-U/01:1
Data delivery date
Jun 12, 2019
Finance
Total approved costs
6,520 thou. CZK
Public financial support
5,923 thou. CZK
Other public sources
597 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
6 520 CZK thou.
Public support
5 923 CZK thou.
90%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BL - Plasma physics and discharge through gases
Solution period
01. 01. 2016 - 31. 12. 2018