Bořka Leitla Bolometrie na tokamaku GOLEM

Transkript

1 Posudek vedoucího bakalářské práce Bořka Letla Bolometre na tokamaku GOLEM Vedoucí práce: Ing. Vojtěch Svoboda, CSc Bořek Letl vpracoval svoj bakalářskou prác na tokamaku GOLEM, jehož rozvoj je závslý na studentských projektech. Zhostl se úkolu zprovoznt chbějící bolometrckou dagnostku, která b měla přspět k montorngu vzařování plazmatu v měkké oblast RTG spektra z plazmatu a pomoc takto stanovt vývoj poloh plazmatckého sloupce s vsokou časovou rozlšovací schopností. Navázal tímto na nstalac této dagnostk na původní varantě tohoto tokamaku jménem CASTOR. Uchazeč během řešení provedl tto krok: Samostatně provedl prostorovou kalbrac bolometrckého detektoru a stanovl násobící koefcent pro jednotlvé pxel detektoru. Instaloval jeden bolometrcký sstém do tokamaku a ve spoluprác s ostatním student zprovoznl dagnostckou cestu do fnálního zobrazení výsledku v postvýbojové analýze. Naprogramoval, otestoval a vladl vlastní skrpt na zpracování bolometrckých dat do příslušného grafckého zobrazení RTG vzařování plazmatu. Ve spoluprác s ostatním člen GOLEM skupn provedl několk testů fzkální realt získaného bolometrckého sgnálu na základě ncace různých, k tomuto účelu vhodně zvolených, tokamakových režmů. Nutno dodat, že se ukázalo, že RTG sgnál z tokamaku GOLEM, který je zatím provozován v poměrně skromném režmu, je praktck na hrancích měřtelnost zvoleným bolometr a uchazeč musel navíc čelt velm komplexním problémům s topologí zemnění tokamaku, zeslovačů a dagnostk, což ho velm zdrželo, neboť bl nucen poměrně bolestně hledat časově náročné alternatvní cest zesílení a zpracování sgnálu z bolometrů. Z toho vplnula praktcká nemožnost 00% naplnění stanovených cílů ve stanoveném čase. Nedostalo se na druhý detektor a tudíž odhad poloh plazmatu je proveden pouze orentačně a hrubě. Postupem času se navíc ukázalo, že lákavá kalbrace bolometrů na místě s pomocí doutnavého výboje bla s použtím zvolených technologí přílš dealstcká a nad reálné možnost studenta. Z hledska formální úrovně práce se dá konstatovat, že její logcká stavba, metodka a stlstcká úroveň jsou přměřené, kdž je ale nutno přznat, že se uchazeč bohužel nevhnul překlepům a chbám, které přpsuj časovému stresu př sepsování práce a tomu, že jsem jako vedoucí práce dostal poměrně malý prostor pro korekc textů ve fáz jejch formulování.

2 Rešeršní práce s vědeckou lteraturou, správnost a úplnost ctací lterárních údajů je naprosto vhovující. Úroveň zpracování výsledků je na slušné úrovn. Závěr přehledně shrnuje prác. Bořek Letl prokázal př řešení úkolu po počátečním vlažném rozjezdu velkou míru nasazení píle, pečlvost a smpatcké samostatnost. Pohledem do databáze výbojů je možné zjstt, že během svého působení provedl velké množství cca 480 samostatně konfgurovaných výbojů a v závěru mne př hledání nejvhodnějšího výbojového režmu tokamaku mle překvapl prokázáním určtého ctu př jeho ovládání, což není dáno každému studentu, který se pokusí o řízení tohoto složtého zařízení. Vlastní přínos k řešené problematce je nezpochbntelný. Potencál pro publkování výsledků na nějaké konferenc č ve vědeckém perodku ještě v tuto chvíl nevdím, ale v budoucnu se může samozřejmě nějaké téma objevt. Bořkov přej do dalších kroků v badatelské karéře více zdravé sebedůvěr. V tuto chvlí jsou na tokamaku přpraven úplně nové bolometrcké detektor a osobně doufám, že Bořek Letl bude pokračovat a v nastoupené cestě a dovede tuto dagnostku do stavu rutnního provozu na tokamaku GOLEM. Závěrem konstatuj: bakalářskou prác doporučuj k obhajobě a navrhuj klasfkac stupněm C, dobře. V Praze, 8.srpna 04 Ing. Vojtěch Svoboda, CSc.

3 Oponentský posudek na bakalářskou prác Název práce: Student: Bolometrcká měření na tokamaku GOLEM Bořek Letl Posudek vpracoval: Mgr. Vladmír Wenzettl, Ph.D. ÚFP AV ČR, v.v.. Předložená bakalářská práce pojednává o zprovoznění dagnostk po spektru zntegrovaného zářvého výkonu emtovaného vsokoteplotním plazmatem tokamaku GOLEM. Pomocí této dagnostk b se měl dát sledovat rchlé změn vzařovaného výkonu se submlsekundovým časovým rozlšením, a to za použtí rchlých polovodčových dod jako detektorů. Z prostorového rozložení vzařování pak lze odhadnout polohu sloupce plazmatu ve vakuové komoře. Práce svým rozsahem (přes 50 stran) obsaženým výsledk splňuje nárok kladené na bakalářskou prác. První kaptola stručně shrnuje možné cest k dosažení termojaderné sntéz v laboratorních podmínkách, zmňuje koncept tokamaku a uvádí základní charakterstk tokamaku GOLEM. Druhá kaptola osvětluje prncp detekce prostorově časově závslého vzařování plazmatu pomocí rchlých polovodčových dod. Jádro práce tvoří třetí a čtvrtá kaptola popsující prostorovou kalbrac prvního pole AXUV detektorů a jeho nstalac a první měření na tokamaku GOLEM. Detalně je popsána metodka prostorové kalbrace pole detektorů, její reálné provedení aplkace výsledků na měření detektorů v podmínkách tokamaku GOLEM. I přes expermentální obtíže měření spojené s přílš nízkou ntenztou sgnálu na tokamaku GOLEM, která je způsobena nízkou teplotou a hustotou plazmatu, bl uskutečněn výstřel, kde blo možné vsledovat prostorový profl vzařování měnící se v čase. Naměřené profl bl porovnán s výsledk pozorování vzařování plazmatu ve vdtelném světle pomocí fotoaparátů a bla zjštěna kvaltatvní shoda obou dagnostk. Práce je napsána srozumtelně a text jsou doprovázen vhodně zvoleným lustrujícím obrázk, schémat a graf. Celkově je grafcká stránka práce velm zdařlá.

4 K poztvům práce patří zejména její srozumtelnost, dík níž může čtenář sledovat jednotlvé autorov krok a závěr a ztotožnt se s nm. Na druhou stranu práce obsahuje řadu drobných nepřesností č překlepů. Např. blo b dobré zahrnout tto korekce: str.5, třetí řádek odspodu TOP, BOTTOM a LFS str.7, druhý odstavec Mrnovov cívk pro určení poloh plazmatu měří polodální magnetcké pole (radální a vertkální složku). str.7, druhý odstavec Scrape-Off Laer(SOL) je oblast okrajového plazmatu mez fzckou stěnou vakuové komor na poloměru r wall a udržovaným plazmatem. V případě lmterového plazmatu se oříznutí plazmatu dá ztotožnt s polohou některého z lmterů r lm, která pak defnuje poslední uzavřený magnetcký povrch (Last Closed Flux Surface). SOL je ted r lm <r_ SOL <r wall. Sekce.. Vzařování plazmatu a sekce..3. Dagnostka záření zcela opomíjí čárové záření z plazmatu, které zejména pro relatvně chladné a nečstotam kontamnované plazma tokamaku GOLEM může hrát významnou rol (T e ~0eV). str.8, odstavec uprostřed Thomsonův rozptl V rovnc (3.4) je dále se propagující chba. Má být ax f d sd ss (3.4) b Sum NUM V rovncích (3.9) a (3.0) má být d ax sd ss (3.6) b d NUM NUM NUM s d ss x b a (3.9) NUM bs d ss x NUM x a (3.0) NUM x x NUM V rovnc (3.7) má být L fl L atok (3.7) fl a v rovnc (3.9) př zvolené znaménkové konvenc a po opravě chb ve jmenovatel

5 a a L atok L fl (3.9) a V rovnc (3.0) je opět tpografcká chba a ve jmenovatel u členu kvadrát. d nemá být str. 3, věta vztahující se k rovnc (3.3) Má být S eff =0.7A/W. Proč se zde značí tato velčna jako účnnost, kdž se o ní v kaptole.. Ctlvost AXUV píše jako o ctlvost a značí se zde C? str.3, věta pod rovncí (3.5) se použje pro ntegrac rovnce (3.8) přes celý prostorový úhel a vztahuje k plazmatu jako zotropnímu zářč. V rovnc (3.8) má být výraz pro radanc (zářvost) plazmatu W P m U sr (3.8) R f Seff S pl d S pl q p h p je efektvní plocha plazmatu, která ozařuje -tý kanál detektoru, a h p přtom torodální šířka této ploch. Koefcent v rovnc (3.9) proto musí být defnován jako W K V m sr (3.9) R S S d f eff pl Zntegrováním přes torodální směr a přes úhel 4 a posčítáním přes všechn detektor pak dává odhad celkového výkonu emtovaného plazmatem P RAD je P RAD S P S K U 4 R TOK Přesnější odhad dává ntegrace spojtého ftu q p K U P RAD 4 R K( z) U TOK a za zdz str.33, druhý odstavec Na měřeném sgnálu nejde pro ampltud blízké nule o celý šum měřícího sstému, ale jen o šum koncového stupně zeslovače a sběru dat, který je pochoptelně velm malý. Efekt je způsoben malým záporným offsetem sgnálu, na který nebl zeslovač uzpůsoben (zesluje pouze kladný sgnál). Proto je SNR reálně menší během výboje, kd se sgnál před koncovým stupněm zeslovače dostává do kladných hodnot.

6 Pokud má nstalované pole detektorů pouze vertkální prostorové rozlšení (jak naznačuje obr. 3.3), jak jste na str. 4 dospěl k závěru, že se plazma pohbuje od LFS k HFS, ted v horzontálním směru? V prác je bohužel jen mnmální zmínka o mplementac kódu pro odhad poloh sloupce plazmatu do sběru dat na tokamaku GOLEM. Studenta prosím o zodpovězení následujících otázek:. Na obr..4 v posledním grafu (str.) uvádíte záření vodíkové čár H (656 nm) a celkové záření plazmatu ve vdtelném světle. Můžete zdůvodnt časový vývoj těchto sgnálů vůč sobě v tomto výboj?. Vzhledem k velkému množství chb v rovncích v sekc 3.4 Prostorová kalbrace bch se chtěl studenta zeptat, zda jsou všechn výše zmíněné chb jen tpografcké? Paklže je odpověď záporná, které z nch a jak ovlvní dále uváděné numercké výpočt? 3. Zeslovač umožňuje výměnou zpětnovazebního odporu nastavt různá zesílení, což blo pro výstřel s nízkou elektronovou teplotou plazmatu evdentně třeba. Zmňujete však pouze užtí 50k. Otestoval jste různá zesílení? Další možností zlepšení SNR bla ntegrace sgnálu na RC členu ještě před vstupem do sběru dat. 4. Kalbrace detektorů v doutnavém výboj měla za cíl kvantfkovat vlv napařených vrstev na detektor. Vhodné expermentální uspořádání je ted takové, kd prostorově dostatečně homogenní zdroj ozařuje všechn kanál detektoru stejně. Rozdíl v sgnálech pak může odhalt různou míru napaření na jednotlvých částech detektoru. V kaptole 4. Kalbrace na doutnavém výboj se ale o expermentálním uspořádání nedočteme a stejné uspořádání jako ve výboj, t.j. s nstalovanou štěrbnou před detektorem, je pro tento účel nevhodné. Navíc, odebrání štěrbn značně zvýší ampltudu sgnálu. Můžete kalbrac na doutnavém výboj podrobněj okometovat? Hodnocení Konstatuj, že předložená bakalářská práce v podstatě splnla cíle zadání a je možné j přpustt k obhajobě. Jde o prác rozsáhlou a kvaltní, a to jak po stránce příprav expermentu, tak po stránce samotného zpracování dat, ale obsahuje nezanedbatelné množství nepřesností. Po dlouhém váhání mez ohodnocením stupněm A-výborně a B- velm dobře, se nakonec spíše kloním ke stupn B-velm dobře, jelkož hodnotím výslednou psanou formu bakalářské práce, nkol studentovo expermentální úslí. V Praze dne Mgr.Vladmír Wenzettl, Ph.D.