Riconnessione magnetica, filamenti ed eventi di espulsione in plasmi di laboratorio

Documenti analoghi
Risultati di simulazioni con un codice ibrido Magnetoidrodinamico- Girocinetico (MHD-GK)

università DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II

La strada percorsa e il futuro

Paolo Buratti. Associazione EURATOM-ENEA sulla Fusione, Frascati, Italy

La fusione nucleare: fonte di energia

H 2 H 2 H 2. Come geenerare corrente nel plasma di un possible reattore a fusione nucleare è un problema di fondamentale importanza

Il programma Ignitor

Corso di Stelle e Galassie 2016/2017 Il Sole

FAM. T 1) α ν. (e α ν T 1) 2. (con l ipotesi ν > 0) si ottiene

Prerequisiti Lezione 1. Ripasso

Come l Universo produce energia? Energia di legame nucleare

Dagli esperimenti di Fusione attuali ad ITER

Moto di particelle cariche in presenza di campi elettrici e magnetici

Spettroscopia. Spettroscopia

ESERCITAZIONI ASTROFISICA STELLARE

Nuclei con N e Z pari ed eccitazioni collettive

Valori numerici dei parametri di collisione

Lezione 14 Moti di particelle in un campo magnetico

Produzione dei raggi X

Stato e Prospettive delle Ricerche sulla Fusione Termonucleare Controllata

Onde e oscillazioni. Fabio Peron. Onde e oscillazioni. Le grandezze che caratterizzano le onde

Onde e oscillazioni. Fabio Peron. Onde e oscillazioni. Le grandezze che caratterizzano le onde

L elettromagnetismo nella ricerca per l energia da fusione nucleare di plasma d idrogeno

Lezione 5 Moti di particelle in un campo magnetico

Lezione 4 Proprietà fondamentali di un plasma II

Spettro elettromagnetico

Oscillazioni ed onde

S ν = c 4 u ν. S ν dν = c 8π h ν e hν. k B T. S λ = 2π λ 5 c2 h

Radiazioni ionizzanti

Ricerca sulla fisica dei plasmi e della fusione termonucleare a Padova

Fondamenti di Acustica

La fusione. Lezioni d'autore. di Claudio Cigognetti

SPETTROSCOPIA UV-VIS LEZIONE 9

Lezione 2 Condizioni fisiche per la produzione di energia per mezzo di fusione termonucleare controllata

Lezione 6 Geometrie lineari e toroidali di confinamento magnetico

Lezione 16 Geometrie toroidali di confinamento magnetico

Steven Weinberg. Marco Gentilini: Impianti Nucleari. Energie Rinnovabili. Conversione Diretta 1

NUCLEI NMR ATTIVI E SPIN

Emissione α. La sua carica elettrica è pari a +2e La sua massa a riposo è circa 7x10-27 kg.

DIFFRAZIONE DI ONDE NEI CRISTALLI

Astrofisica e particelle elementari

Tutti i colori dell Universo. Roberto Battiston INFN e Universita di Perugia Laboratori di Frascati 6 ottobre 2004

ONDE ELETTROMAGNETICHE

Fondamenti di Astrofisica

Risonanza Magnetica Nucleare

FISICA delle APPARECCHIATURE per RADIOTERAPIA

Caratterizzazione delle onde: lunghezza d onda, velocità, frequenza, periodo

La modulazione. Fondamenti di Ingegneria delle Comunicazioni. A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 1

06b Principi di Astrofisica Radio-loud AGNs

Introduzione allo spettro solare

G. Bracco -Appunti di Fisica Generale

il CNR: il più grande ente pubblico italiano di ricerca Fondato nel 1923 (novantesimo compleanno nel 2013)

Astronomia Parte I Proprietà fondamentali delle stelle

LINUX in ENEA: utilizzo di openmosix?

Macchine per! fusione a confinamento magnetico! Cenni su principî, risultati, prospettive!

Breve Introduzione al laboratorio: Vedere le particelle. di Donato Di Ferdinando

Fondamenti di Acustica

Ricerca e prospettive della fusione nucleare - Il progetto ITER

ANNO MONDIALE DELLA FISICA FISICA DEI CONTROLLI NON DISTRUTTIVI E LORO APPLICAZIONI INDUSTRIALI

Determinazione della curva di luce e della massa di NGC 2748

Valenza didattica (aggiunta e principale) Individuazione della grandezza da misurare. Misure ccomplementari/alternative

V = qvb R. CICLOTRONE - Lawrence, 1932! B

Percorsi Didattici di Fisica della Materia FISICA DEI PLASMI

Fononi e calori reticolari - Testi degli esercizi. Fisica della Materia Condensata

Richiamare alcuni concetti fondamentali relativi alla luce intesa come onda elettromagnetica.

Analisi tramite tecniche PIV-LIF del fronte di fiamma in getti turbolenti premiscelati

Tecniche sperimentali. Temi di competenza del gruppo

fenomeno livelli interni atomici legami chimici vibrazioni nm Å

Atomi a più elettroni

Modelli atomici Modello atomico di Rutheford Per t s d u i diare la t s rutt ttura t a omica Ruth th f or (

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI CATANIA Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche, Naturali Corso di Laurea Specialistica in Fisica

Sottodiscipline della Chimica Fisica Storicamente

Strumenti per l analisi dati di plasmi di fusione in ambiente Linux AFS enea.it

L elettromagnetismo nella ricerca per l energia da fusione nucleare di plasma d idrogeno

Complementi di Termodinamica: Irraggiamento termico. Dr. Luigi Rigon Tel:

Scuola di Storia della Fisica

8a_EAIEE_MAGNETOIDRODINAMICA (ultima modifica 27/11/2015) Introduzione MAGNETOIDRODINAMICA. MHD Magneto Hydro Dynamic

Ottica fisica. Marcello Borromeo corso di Fisica per Farmacia - Anno Accademico

Prospettive energetiche della Fusione Termonucleare Controllata. G Bosia Dipartimento difisica. Università di Torino

In condizioni di equilibrio energetico questo è bilanciato dal trasporto totale (W) di energia verso il polo Nord F φ AO.

B8 Principi di Astrofisica Radio-loud AGNs

Astronomia Parte I Proprietà fondamentali delle stelle

SOLE, struttura e fenomeni

SECONDA LEZIONE: interazioni della radiazione con la materia e statistica delle misure sperimentali

Università dell Aquila - Ingegneria Prova Scritta di Fisica Generale I - 03/07/2015 Nome Cognome N. Matricola CFU

Fondamenti di spettroscopia. Spettrofotometria UV/Vis (Tecnica analitica)

Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) Spettrometria a emissione ottica con sorgente al plasma ad accoppiamento induttivo

Mg. Lo stato fondamentale del 10. Mg sono riportati qui di seguito.

Moti a particella singola

Laurea Magistrale di INGEGNERIA ELETTRONICA (LM-29) a.a , I semestre! Programma del corso di FISICA SUPERIORE! Docente: MAURO PAPINUTTO!

Radiazione di betatrone in plasmi prodotti da LASER

Istituzioni di Fisica Nucleare e Subnucleare Prof. A. Andreazza. Lezione 8. I decadimenti γ

Corso acceleratori normalconduttivi e superconduttori Problemi lezione 2 Domanda 1 Domanda 2 Domanda 3 Domanda 4 Domanda 5 Domanda 6

Lo Spettro Elettromagnetico

Argomenti trattati (Lez. 15)

Misura in opera di conduttività termica e diffusività termica mediante metodi innovativi. Modena, 17 Aprile 2009

Chimica Nucleare. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

La radiazione elettromagnetica nucleare deve avere una lunghezza d onda dell ordine delle dimensioni del nucleo, e pertanto: c A 1/ 3

SPETTROFOTOMETRIA. kcs. Una radiazione monocromatica, attraversando una soluzione diluita, è assorbita secondo la legge di Lambert-Beer:

Transcript:

XCVI Congresso Nazionale della Società Italiana di Fisica 20-24 Settembre 2010, Bologna Riconnessione magnetica, filamenti ed eventi di espulsione in plasmi di laboratorio P. Buratti, F. Alladio Associazione EURATOM-ENEA sulla Fusione, C.R. Frascati, Roma, Italy

IL PLASMA Un insieme di particelle la cui distanza media sia molto maggiore della distanza di interazione individuale: λ i >> λ L Distanza interparticellare λ i = n -1/3 Esempio di distanza di interazione λ L : con energia di interazione a/r ed energia cinetica W λ L = a / W Questa espressione vale per un insieme di stelle ( formazione dei bracci delle galassie) o di particelle ionizzate ( questa presentazione). La definizione più usata, molte particelle in un volume di Debye n λ D3 >> 1 e equivalente, infatti n λ D3 = (λ i / λ L ) 3/2 La dinamica del plasma e dominata da effetti collettivi.

Motivazione In un plasma di interesse fusionistico abbiamo: Alta densità di corrente Forti gradienti di temperatura e rotazione Abbondanza di particelle energetiche. Lo studio dei conseguenti effetti collettivi è indispensabile. Sommario La forma del plasma quiescente Come osserviamo gli effetti collettivi Filamentazione Riconnessione magnetica Instabilità guidate da ioni veloci Paragoni con osservazioni solari

Guardiamo il plasma (Joint European Torus) A vuoto Con plasma In luce visibile si vede solo il plasma più freddo (al bordo).

Guardiamo il plasma (Frascati Tokamak Upgrade) In istanti particolari vediamo: La topologia toroidale del plasma Corpuscoli ionizzati (detti UFO) che tracciano le linee del campo magnetico in cui il plasma è immerso.

La forma del plasma Parametri di FTU e JET: Raggio maggiore del toro R 1 3 m Cammino libero medio λ mfp 50-500 m Raggio di Larmor ρ 1-5 mm Collisionless skin depth d e 0.5-1 mm Lunghezza di Debye λ D 0.03 0.2 mm Numero di Lundquist S 10 7-10 8 Numero di Mach M 0.25 Beta β 1%

Filamenti in luce visibile (MAST) Questa volta si usa una telecamera veloce Si scoprono strutture filamentari in rapida evoluzione (cicli di formazione ed espulsione). La formazione di strutture elicoidali che rompono la simmetria toroidale è una manifestazione tipica del comportamento collettivo del plasma. L energia rilasciata da questi filamenti potrebbe danneggiare le strutture affacciate al plasma in un reattore.

Altre bande in cui osserviamo il plasma Raggi X (da collisioni e-i con energie tipiche di alcuni kev) UV, visibile (processi atomici e ancora collisioni) Onde millimetriche (Emissione di Ciclotrone Elettronica) Frequenze di Alfvén ( 1 MHz) Frequenze di precessione ( 10 khz)

Riconnessione magnetica ai raggi X Le linee di campo sono spezzate e riconnesse ad altre linee La topologia cambia catena di isole magnetiche La formazione di queste isole non è ancora del tutto compresa.

Riconnessione magnetica rapida (da ECE) PPCF, 45 L9 (2003) Initial position R=1.04 m displacement exp(γ ρ t) γ 1 7 4 7 3 7 1 1 ( 4 π ) ρ δ r τ ρ = S η 1 H Plasma axis R=R 0 Inizio esponenziale Poi evoluzione esplosiva

Bande di Alfvén: spettroscopia MHD Segnale di una sonda magnetica Spettrogramma 0-1MHz: Oscillazioni pompate da ioni veloci f (khz)

Spettroscopia in banda di precessione Spettro 0-70 khz Fino a 10 catene di isole magnetiche Frequenze non del tutto capite

Instabilità guidate da ioni veloci H.Schofield 2002 Per ora ioni veloci iniettati come neutri o accelerati da radiofrequenza. Che effetto avranno le particelle α di fusione? Calls of a soprano pipistrelle

Riconnessione rapida in FTU e nel Sole Tokamak internal collapse t = 15 µs Sweet-Parker time 1 ms Solar flare (TRACE X3.1 24 Aug. 02) t = 25 Sweet-Parker time weeks The main problems are the rapid time scale and the sudden onset at nearly unchanged macroscopic plasma parameters.

Filamenti nel Sole e nel tokamak Filamenti come rulli di un cuscinetto tra il plasma rotante e la parete ferma? Anche i filamenti solari si formano presso una discontinuità di velocità angolare (tacoclina).

Risultati recenti Broad band Fishbonelike bursts Continuous n=1 mode