All
All

What are you looking for?

All
Results
Organizations

Quick search

  • Projects supported by TA ČR
  • Excellent projects
  • Projects with the highest public support
  • Current projects

Smart search

  • That is how I find a specific +word
  • That is how I leave the -word out of the results
  • “That is how I can find the whole phrase”

Current disruption and magnetic energy dissipation during acceleration of electrons and ions in z-pinch plasmas

Project goals

Z-pinches have been studied as powerful sources of x-rays, neutrons, and charged particles. Efficient acceleration of electrons and ions was observed in z-pinches as early as in the 1950s. Recently, z-pinch experiments on the GIT-12 device demonstrated the generation of >GV/m electric fields and the acceleration of deuterons above 30 MeV. 30 MV voltages seem to be driven by inductive energy stored around a z-pinch and extracted during a sudden drop of a current. Therefore, the ultimate goal of this project is to better understand physical processes leading to current disruptions. For this purpose, we will carry out megaampere z-pinch experiments supported by comprehensive plasma diagnostics and numerical codes. The emphasis will be put on the detection of fast ions and relativistic electrons that can provide unique information about transient electric and magnetic fields in z-pinches. Considering the natural occurrence of current disruptions in tokamaks and the Earth’s magnetosphere, this project might contribute to a deeper insight into basic processes in fusion and space plasmas.

Keywords

Z-pinchdisruptionelectric fieldfast ionsrelativistic electron beamplasma diagnostics

Public support

  • Provider

    Czech Science Foundation

  • Programme

    Standard projects

  • Call for proposals

    Standardní projekty 23 (SGA0201900001)

  • Main participants

    České vysoké učení technické v Praze / Fakulta elektrotechnická

  • Contest type

    VS - Public tender

  • Contract ID

    19-02545S

Alternative language

  • Project name in Czech

    Disrupce elektrického proudu a disipace magnetické energie při urychlení elektronů a iontů v z-pinčovém plazmatu

  • Annotation in Czech

    Silnoproudé výboje typu z-pinče jsou studovány jako výkonné zdroje rentgenového záření, neutronů a nabitých částic. Účinné urychlení elektronů a iontů bylo pozorováno již v prvních z-pinčových experimentech před 60 lety. Nedávno se při experimentech na zařízení GIT-12 podařilo generovat elektrické pole o intenzitě >GV/m a urychlit deuterony na energie přes 30 MeV. Urychlení na 30 MeV lze vysvětlit indukcí 30 MV napětí při rapidním poklesu elektrického proudu z-pinče. Právě základní výzkum procesů vedoucích k disrupci proudového kanálu je hlavním předmětem tohoto projektu. Za tímto účelem budou provedeny experimenty na megaampérových z-pinčích, při kterých budou využity moderní diagnostické metody a numerické simulace. Důraz bude kladen na detekci rychlých iontů a relativistických elektronů. Tyto částice poskytnou důležité informace o proměnných elektrických a magnetických polích v z-pinčích. Disrupce proudu se přirozeně vyskytuje i v magnetosféře Země či v tokamacích. Proto může tento projekt přispět také k lepšímu pochopení základních procesů v astrofyzikálním a fúzním plazmatu.

Scientific branches

  • R&D category

    ZV - Basic research

  • OECD FORD - main branch

    10305 - Fluids and plasma physics (including surface physics)

  • OECD FORD - secondary branch

  • OECD FORD - another secondary branch

  • BK - Liquid mechanics
    BL - Plasma physics and discharge through gases

Completed project evaluation

  • Provider evaluation

    U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)

  • Project results evaluation

    A novel z-pinch configuration was introduced during the project, and many campaigns were held to study the production of energetic particles. Twenty-eight papers were published in impacted journals. The vast majority were produced in broad collaboration and funded by many grants. Only one article in Frontiers in Physics 8 (2020) has a single dedication to the project.

Solution timeline

  • Realization period - beginning

    Jan 1, 2019

  • Realization period - end

    Jun 30, 2022

  • Project status

    U - Finished project

  • Latest support payment

    Apr 1, 2022

Data delivery to CEP

  • Confidentiality

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

  • Data delivery code

    CEP23-GA0-GA-U

  • Data delivery date

    Jun 26, 2023

Finance

  • Total approved costs

    7,873 thou. CZK

  • Public financial support

    7,141 thou. CZK

  • Other public sources

    732 thou. CZK

  • Non public and foreign sources

    0 thou. CZK

Basic information

Recognised costs

7 873 CZK thou.

Public support

7 141 CZK thou.

90%


Provider

Czech Science Foundation

OECD FORD

Fluids and plasma physics (including surface physics)

Solution period

01. 01. 2019 - 30. 06. 2022