Studijní plány a sylaby FJFI ČVUT v Praze

-

Aktualizace dat: 15.10.2017

english

Navazující magisterské studiumFyzika a technika termojaderné fúze
1. ročník
předmět kód vyučující zs ls zs kr. ls kr.

Povinné předměty

Teorie plazmatu 1, 202TPLA12 Kulhánek 2+2 z,zk 3+1 z,zk 5 5
Předmět:Teorie plazmatu 102TPLA1prof. RNDr. Kulhánek Petr CSc.2+2 Z,ZK-5-
Anotace:Studenti se přehledně seznámí s teorií plazmatu od statistického popisu přes magnetohydrodynamiku až po pohyby jednotlivých částic v elektrických a magnetických polích. Prostor bude věnován i vyzařování soustavy nabitých částic a multipólovým rozvojům.
Osnova:1. Soubory mnoha částic a statistický popis, Liouvillův teorém, potenciály, kanonická a grandkanonická partiční funkce
2. Harmonický oscilátor, ukázka konstrukce statistické fyziky na rotačních a vibračních spektrech molekul
3. Nerovnovážná statistika, Boltzmannova rovnice a její varianty (Fokkerova-Planckova rovnice, Landauova rovnice, Krookova rovnice, Vlasovova rovnice)
4. Boltzmannův srážkový člen a jeho vlastnosti, rovnice přenosu, momenty, přechod k tekutinovým modelům
5. Magnetohydrodynamika, tenzor hybnosti a energie, zákony zachování náboje, energie, hybnosti a momentu hybnosti soustavy částic + pole, uzavření soustavy rovnic
6. Jednotekutinový a dvoutekutinový model, difúze a zamrzání magnetického pole, ideální a rezistivní MHD, relativistická varianta MHD
7. Křivočaré souřadnice, kovariantní a kontravariantní tenzory, metrický tenzor, Christofellovy symboly
8. Zápisy rovnic a operátorů v křivočarých souřadnicích, sférické souřadnice, toroidální geometrie, ukázky na MHD soustavě
9. Transportní jevy, difúze, přenos tepla, tok entropie, entropická vlna, Onsagerovy relace reciprocity
10. Pohyby soustavy nabitých částic, Lagrangoeova funkce pro částici v elektromagnetickém poli, relativistická a nerelativistická varianta
11. Driftové přiblížení, základní drifty, pohyb v magnetickém dipólu, pohyb v konfiguraci tokamaku, adiabatické invarianty
12. Multipólové rozvoje pro soustavu nabitých částic, monopólový, dipólový a kvadrupólový moment
13. Záření soustavy nabitých částic, retardované a advanceované potenciály, zářivé členy v různých přiblíženích
14. Záření plazmatu, brzdné záření, synchrotronní záření, rekombinační spektrum, rozptyl záření na volných elektronech a prachových částicích, zářením řízený kolaps (Peaseho-Braginského řešení)
Osnova cvičení:Procvičování příkladů na téma:
soubory mnoha částic a statistický popis; LHO, ukázka konstrukce statistické fyziky na rotačních a vibračních spektrech molekul; nerovnovážná statistika, Boltzmannova rovnice a její varianty; Boltzmannův srážkový člen a jeho vlastnosti; magnetohydrodynamika; jednotekutinový a dvoutekutinový model; křivočaré souřadnice; zápisy rovnic a operátorů v křivočarých souřadnicích; transportní jevy; Lagrangeova funkce pro částici v elektromagnetickém poli; základní drifty; multipólové rozvoje pro soustavu nabitých částic; záření soustavy nabitých částic; záření plazmatu
Cíle:Znalosti:
Studenti se seznámí s teorií plazmatu od statistického popisu přes magnetohydrodynamiku až po pohyby jednotlivých částic v elektrických a magnetických polích.

Schopnosti:
Řešení typických problémů fyziky plazmatu
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Rozsah práce:
Kličová slova:Fyzika plazmatu
Literatura:Povinná literatura:
[1] Kulhánek P.: Teoretická fyzika (Teoretická mechanika, Statistická fyzika, Vlny a nestability v plazmatu). Studijní texty pro PhD studenty FEL ČVUT, 2004, http://www.aldebaran.cz/studium/tf.pdf
[2] D. R. Nicholson: Introduction to Plasma Theory, John Wiley and Sons Inc.

Doporučená literatura:
[3] T. J. M. Boyd, J. J. Sanderson: The Physics of Plasmas, Cambridge University Press, 2003.

Předmět:Teorie plazmatu 202TPLA2prof. RNDr. Kulhánek Petr CSc.-3+1 Z,ZK-5
Anotace:Studenti se seznámí s vlnami a nestabilitami v plazmatu. V první části bude probrán obecný postup získání disperzní relace na základě linearizace rovnic a Fourierovy transformace. Detailně budou rozebrány magnetoakustické vlny, elektromagnetické vlny v plazmatu a základní typy nestabilit. Druhá část přednášky bude věnována nelineárním jevům, magnetické rekonekci, solitonovým řešením a vybraným konfiguracím plazmatu.
Osnova:1. Obecný popis vlnění. Úhlová frekvence a vlnový vektor. Disperzní relace, linearizace rovnic, Fourierova transformace, nelineární vlny, soliton.
2. Plazmové oscilace a vlny. Odvození disperzní relace. Plazmové oscilace elektronů a iontů. Plazmové vlny. Jevy ovlivňující plazmové vlny.
3. Nízkofrekvenční vlny. Komplex magnetoakustických vln a jejich modů. Tvar vlnoploch magnetoakustických vln a směry vektorů.
4. Vysokofrekvenční vlny. X vlna,. O vlna, R vlna, L vlna. Hvizdy. Cut-off a rezonanční frekvence. Tenzor permitivity elektromagnetických vln v plazmatu.
5. Absorpce elektromagnetických vln v plazmatu. Mikrovlnný ohřev plazmatu.
6. MHD nestability v plazmatu. Bunemannova, Rayleighova-Taylorova, Kelvinova-Helmholtzova, diocotronová nestabilita.
7. Nestability plazmového vlákna a jejich mody, chování plazmatu na volné a pevné hranici. Hraniční podmínky, navazování řešení. Runkineovy-Hugoniotovy podmínky na rázové vlně.
8. Další nestability. Interchange nestabilita, driftové nestability, iontově akustické nestability.
9. Struktura magnetických polí. Helicita, Beltramova podmínka, turbulence, alfa efekt, MHD dynamo.
10. Magnetická rekonekce. Stacionární a nestacionární rekonekce. Rezistivní tearing mody. rekonekce typu fan, spine a separátor.
11. Nelineární jevy. Hartmanovo řešení, Landauův útlum a jeho význam. Pravidla zacházení s nelineárními členy.
12. Některá solitonová řešení. Langmuirův soliton. KdV rovnice, Sacharovovy Kuzněcovy rovnice, NLS rovnice.
13. Kvazičástice. Fonony, magnony, plazmony, exciton, polaron, polariton, vázané stavy.
14. Některé konfigurace plazmatu. Plazma v magnetickém poli dipólu a v magnetickém poli Země. Pinč. Magnetická zrcadla, tokamak, stelarrátor.
Osnova cvičení:Procvičování příkladů na téma:
obecný popis vlnění; plazmové oscilace a vlny; komplex magnetoakustických vln a jejich modů; vysokofrekvenční vlny; absorpce elektromagnetických vln v plazmatu; MHD nestability v plazmatu; nestability plazmového vlákna a jejich mody, chování plazmatu na volné a pevné hranici. Hraniční podmínky, navazování řešení; struktura magnetických polí; magnetická rekonekce; nelineární jevy; některá solitonová řešení; kvazičástice; některé konfigurace plazmatu
Cíle:Znalosti:
Studenti se seznámí s vlnami a nestabilitami v plazmatu, nelineárnímy jevy, magnetickou rekonekcí, solitonovým řešením a vybranými konfiguracemi plazmatu.

Schopnosti:
Řešení typických problémů fyziky plazmatu.
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Rozsah práce:
Kličová slova:Fyzika plazmatu
Literatura:Povinná literatura:
[1] Kulhánek P.: Teoretická fyzika (Teoretická mechanika, Statistická fyzika, Vlny a nestability v plazmatu). Studijní texty pro PhD studenty FEL ČVUT, 2004, http://www.aldebaran.cz/studium/tf.pdf
[2] J. P. Freidberg: Ideal Magnetohydrodynamics, Springer, 1987.

Doporučená literatura:
[3] T. H. Stix: Waves in Plasmas Springer, 2006.

Diagnostika plazmatu02DPLA Kubeš - - 2+1 z,zk - 3
Předmět:Diagnostika plazmatu02DPLAprof. RNDr. Kubeš Pavel CSc.-2+1 Z,ZK-3
Anotace:Předmět umožní získat přehled o měření základních parametrů horkého plazmatu a jeho jednotlivých komponent - hustoty, teploty, elektromagnetických polí, záření a energií s časovým a prostorovým rozlišením. Studenti se seznámí s principy, metodikou, demonstracemi, příklady a aplikacemi základních měření.
Osnova:1. Měření proudů, napětí a magnetických polí. F. Žáček, ÚFP.
2. Detekce rtg. záření, rtg. a XUV spektroskopie, druhy spektroskopů, D. Klír, FEL ČVUT.
3. Atomová a radiační fyzika (elementární procesy, radiační transport), spektroskopické metody stanovení parametrů plazmatu, model lokální termodynamické rovnováhy, srážkově-zářivý, koronální a nestacionární, podmínky a kriteria. D. Klír, FEL ČVUT.
4. Rentgenová spektroskopie s časovým, prostorovým a spektrálním rozlišením, PIN detektory, polychromátory, dírkové kamery, MCP, streak kamery, bolometrie, tomografie. D. Klír, FEL ČVUT.
5. Impulsní laser jako aktivní diagnostika měření hustot a jejich gradientů. Interferometre, šlírová a stínová metoda, Thompsonův rozptyl. P. Kubeš, FEL ČVUT.
6. Praktická měření. P. Kubeš, FEL ČVUT.
7. Sondová měření. M. Tichý, MFF KU
8. Svazky neutrálních částic jako aktivní diagnostika, detekce neutrálních částic. J. Mlynář, ÚFP.
9. Mikrovlnná diagnostika. F. Žáček, ÚFP.
10. Diagnostika interakce plazmatu se stěnou. Horáček , ÚFP.
11. Detekce energetických elektronů, iontů a fotonů s časovým, prostorovým a energetickým rozlišením. P. Kubeš, FEL ČVUT.
12. Detekce fúzních neutronů s časovým prostorovým a energetickým rozlišením. K. Řezáč, FEL ČVUT.
13. Analýza a zpracování neutronových signálů metodami time-of-flight, MC, metody rekonstrukce signálu a určení časového vývoje energetického spektra. K. Řezáč, FEL ČVUT.
Osnova cvičení:Procvičování problémů na téma:
měření proudů, napětí a magnetických polí; detekce rtg. záření, rtg. a XUV spektroskopie, druhy spektroskopů; atomová a radiační fyzika (elementární procesy, radiační transport), spektroskopické metody stanovení parametrů plazmatu, model lokální termodynamické rovnováhy, srážkově-zářivý, koronální a nestacionární, podmínky a kriteria; rentgenová spektroskopie s časovým, prostorovým a spektrálním rozlišením, PIN detektory, polychromátory, dírkové kamery, MCP, streak kamery, bolometrie, tomografie; impulsní laser jako aktivní diagnostika měření hustot a jejich gradientů; praktická měření; sondová měření; svazky neutrálních částic jako aktivní diagnostika, detekce neutrálních částic; mikrovlnná diagnostika; diagnostika interakce plazmatu se stěnou; detekce fúzních neutronů s časovým prostorovým a energetickým rozlišením; analýza a zpracování neutronových signálů metodami time-of-flight, MC, metody rekonstrukce signálu a určení časového vývoje energetického spektra
Cíle:Znalosti:
Student získá přehled o měření základních parametrů horkého plazmatu

Schopnosti:
Měření základních parametrů horkého plazmatu a jeho jednotlivých komponent - hustoty, teploty, elektromagnetických polí, záření a energií s časovým a prostorovým rozlišením.
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Rozsah práce:
Kličová slova:detekce rtg. záření, plasma, diagnostika
Literatura:Povinná literatura:
[1] Hutchinson: Principles of Plasma Diagnostics;
[2] Griem, Lowberg: Methods of Experimental Physics, Vol.9 Plasma Physics Part A, Part B, Academic Press New York and London, 1970

Doporučená literatura:
[3] http://crppwww.epfl.ch/~weisen/cours_diags_agenda.html

Počítačové modelování plazmatu02PMPL Plašil - - 2+1 z,zk - 3
Předmět:Počítačové modelování plazmatu02PMPLDoc. RNDr. Plašil Radek Ph.D.-2+1 Z,ZK-3
Anotace:Cílem přednášky je seznámit studenty se základními postupy počítačového modelování ve fyzice a aplikovat tyto postupy na studování fyzikálních procesů v nízkoteplotním i vysokoteplotním plazmatu.
Osnova:1. Hlavní směry počítačové fyziky. Počítačové modelování
2. Metoda molekulární dynamiky, princip, základní algoritmy, chyby
3. Zahrnutí algoritmů problému mnoha těles do deterministického částicového modelování - metoda PIC, stromové algoritmy
4. Metoda Monte Carlo, princip metody, generování náhodných čísel, transformace náhodných veličin, aplikace v matematice a fyzice
5. Pokročilé techniky stochastického modelování
6. Spojité a hybridní modelování ve fyzice
7. Modelování ve fyzice plazmatu, objemové procesy, srážky, energetická rozdělovací funkce elektronů
8. Interakce plazma-pevná látka, techniky částicového modelování v 1D, 2D a 3D
9. Modelování v plazmochemii
10. Částicové modelování v plazmatu za přítomnosti vnějšího magnetického pole
11. Částicové modelování ve vysokoteplotním plazmatu. Sondová diagnostika okrajového plazma
12. Spojité modelování plazmatu
13. Základní techniky hybridního modelování plazmatu
Osnova cvičení:Procvičování příkladů na téma:
metoda molekulární dynamiky, princip, základní algoritmy, chyby; zahrnutí algoritmů problému mnoha těles do deterministického částicového modelování - metoda PIC, stromové algoritmy; metoda Monte Carlo, princip metody, generování náhodných čísel, transformace náhodných veličin, aplikace v matematice a fyzice; pokročilé techniky stochastického modelování; spojité a hybridní modelování ve fyzice; modelování ve fyzice plazmatu, objemové procesy, srážky, energetická rozdělovací funkce elektronů; interakce plazma-pevná látka, techniky částicového modelování v 1D, 2D a 3D; modelování v plazmochemii; částicové modelování v plazmatu za přítomnosti vnějšího magnetického pole; částicové modelování ve vysokoteplotním plazmatu. Sondová diagnostika okrajového plazma; spojité modelování plazmatu; základní techniky hybridního modelování plazmatu.
Cíle:Znalosti:
Základní postupy počítačového modelování ve fyzice

Schopnosti:
Aplikace těchto postupů na studování fyzikálních procesů v nízkoteplotním i vysokoteplotním plazmatu
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Plazma, počítačové modelování
Literatura:Povinná literatura:
[1] R. Hrach: Počítačová fyzika I, skripta, PF UJEP, Ústí nad Labem 2003.
[2] C.K. Birdsall, A.B. Langdon: Plasma physics via computer simulation, Taylor and Francis, New York 1991.
[3] R.W. Hockney, J.W. Eastwood: Computer simulation using particles, Taylor and Francis, New York 1988.
[4] T. Tajima: Computation plasma physics - With applications to fusion and astrophysics,Westview Press, Cambridge 2004.

Doporučená literatura:
[5] F.F. Chen: Introduction to plasma physics and controlled fusion, Springer, New York 2006.


Technika termojaderných zařízení02TTJZ Ďuran, Entler - - 3+0 zk - 3
Předmět:Technika termojaderných zařízení02TTJZIng. Entler Slavomír-3+0 ZK-3
Anotace:Přednáška seznamuje studenty se základními okruhy problémů, které jsou spojeny s technickou realizací kontrolované termonukleární fúze. Cílem
kurzu je poskytnout studentům startovací bod pro jejich případnou
budoucí samostatnou vývojově technickou práci na některém ze systémů
kritických pro provoz fúzních zařízení. Dále, zejména pro studenty se
spíše teoretickým zaměřením, přednáška poskytuje užitečný přehled
technických problémů, možností a limitů při provozu fúzních zařízeních,
které v jistém smyslu tvoří okrajové podmínky pro jejich teoretickou práci.
Osnova:1. Základy konstrukce tokamaků I (R. Pánek, ÚFP)
2. Základy konstrukce tokamaků II (R. Pánek, ÚFP)
3. Fyzika a technika silných magnetických polí (I. Doležel, FEL)
4. Kryogenika a její aplikace ve fúzním reaktoru (Z. Janů, P. Středa, FJFI)
5. Dodatečný ohřev magneticky drženého plazmatu vysokofrekvenčními poli (F. Žáček, ÚFP)
6. Dodatečný ohřev magneticky drženého plazmatu vstřikem neutrálních atomů paliva (J. Mlynář, ÚFP)
7. Řízení experimentu a sběr dat (M. Hron, ÚFP)
8. Řízení parametrů plazmatu v reálném čase (F. Žáček, ÚFP)
9. Technické aspekty inerciální fúze I (J. Limpouch, FJFI)
10. Technické aspekty inerciální fúze II (J. Limpouch, FJFI)
11. Radiační poškozování materiálů pro fúzní reaktory (I. Ďuran,ÚFP)
12. Úvod do radiační bezpečnosti (T. Čechák, FJFI)
13. Tritiové hospodářství a palivový cyklus fúzních reaktorů (M. Zmítko, ÚJV Řež)
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti: studenti se seznámí se základními okruhy problémů, které jsou spojeny s technickou realizací kontrolované termonukleární fúze.

Schopnosti: samostatná vývojově technická práce na některém ze systémů
kritických pro provoz fúzních zařízení
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Tokamak, magnetické pole, kryogenika, plasma, inerciální fúze
Literatura:Povinná literatura:
[1] Proceedings of Carolus Magnus Summer School on Plasma and Fusion Energy Physics, Bad Honnef, Germany, September 2007. Trans. Fus. Sci. Technol 53 (2008) 2T,
online http://www.carolusmagnus.net/papers/2007/papers_2007.html

Doporučená literatura:
[2] Garry McCracken and Peter Stott: Fusion, The Energy of the Universe, Academic Press February 2005; v českém překladu pod názvem Fúze - energie vesmíru, Mladá Fronta, edice Kolumbus, 2006.
[3] J.P. Freidberg: Plasma Physics and Fusion Energy, Cambridge University Press 2007.

Fyzika inerciální fúze12FIF Klimo, Limpouch 3+1 z,zk - - 4 -
Předmět:Fyzika inerciální fúze12FIFdoc. Ing. Klimo Ondřej Ph.D. / prof. Ing. Limpouch Jiří CSc.3+1 Z,ZK-4-
Anotace:Cílem přednášky je seznámit studenty s fyzikálními procesy, na nichž je založen princip inerciální fúze, s jednotlivými fázemi probíhajícími při zapálení této fúze, s problémy, které úspěšnou realizaci inerciální fúze komplikují a s postupy navrženými pro řešení těchto problémů. Přednáška rovněž představuje nové významné projekty v oblasti inerciální fúze a seznamuje s koncepcí případných budoucích fúzních reaktorů.
Osnova:1. Energetická bilance země, možnosti výroby energie, skleníkový jev,termojaderná fúze,
2. Možnosti iniciace fúze, mionová katalýza versus vysoká teplota, Lawsonovo kritérium
3. Princip inerciální fúze (ICF), energetický zisk, nutnost komprese paliva, přímá a nepřímá ICF, inerciální fúze pro výrobu energie (IFE)
4. Slupkový terč, aspektní poměr, ablační urychlení slupky, rázová vlna, sférická kumulace
5. Hydrodynamické nestability, imprint
6. Interakce laserových svazků s terči, šíření laserových svazků v koróně terčů, absorpce laseru, homogenizace laserových svazků, parametrické nestability, stimulovaný Brillouinův a Ramanův rozptyl
7. Transport energie v terči, elektronová tepelná vodivost, radiační transport
8. Termojaderná jiskra, vlna termojaderného hoření, indukovaná magnetická pole, kinetika částic
9. Schéma rychlého zapálení ICF, interakce subpikosekundových laserových pulsů s terči
10. Výroba terčů pro ICF, speciální vrstvy v terčích, kryogenní terče
11. Interakce intenzivních iontových svazků s terči
12. Koncepce energetických reaktorů pro IFE, výroba tritia, ochrana první stěny
13. Přednosti a problémy jednotlivých driverů pro IFE
14. Fyzika vysokých hustot energie, silně vázané plazma, stavová rovnice při vysokých tlacích, laboratorní astrofyzika
15. Další aplikace-laserové plazma - rentgenové lasery a zdroje, urychlování elektronů a iontů
Osnova cvičení:1. Energetická rovnováha ve stlačeném slupkovém terči
2. Zisk energie z terče
3. Silné a slabé rázové vlny a porovnání s adiabatickou kompresí
4. Rayleigh Taylorova nestabilita
5. Nestability laserového plazmatu
6. Modely ablace a transportu energie
Cíle:Znalosti:
Studenti získají přehled o fyzikálních procesech, na nichž je založen princip inerciální fúze, o jednotlivých fázích probíhajících při zapálení této fúze, o problémech, které úspěšnou realizaci inerciální fúze komplikují a o postupech navržených pro řešení těchto problémů.

Schopnosti:
Porozumění základním procesům probíhajícím při termojaderné fúzi a orientace v nových poznatcích a přístupech k této problematice.
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Rozsah práce:
Kličová slova:Inerciální fúze, hydrodynamické nestability, nestability laserového plazmatu, ablace, termojaderná fúze, rázové vlny.
Literatura:Povinná literatura:
[1] S. Atzeni, J. Meyer-ter-Vehn, The Physics of Inertial Fusion: Beam Plasma Interaction, Hydrodynamics, Hot Dense Matter, Oxford Univ. Press, Oxforf 2004

Doporučená literatura:
[2] S. Eliezer, The Interaction of High/Power Lasers with Plasmas, Institute of Physics Publishing, Bristol 2002
[3] K. Niu, Nuclear Fusion. Cambridge Univ. Press, Cambridge, UK, 1989.
[4] C. Yamanaka, Introduction to Laser Fusion, Harwood Academic, London 1991
[5] Laser Plasma Interactions 5: Inertial Confinement Fusion, edited by M.B. Hooper. SUSSP Publications, Edinburgh, 1995, pp. 105-137.
[6] W.L. Kruer, The Physics of Laser-Plasma Interactions. Addison-Wesley, New York, 1988.

Fyzika tokamaků02FT Mlynář 3+1 z,zk - - 4 -
Předmět:Fyzika tokamaků02FTdoc. RNDr. Mlynář Jan Ph.D.3+1 Z,ZK-4-
Anotace:Detailně se seznámit s fyzikou experimentů na tokamacích. Důraz bude kladen na fyzikální souvislosti, na terminologii a fenomenologii oboru tak, aby se absolventům kurzu výrazně usnadnila orientace v oboru a samostatná práce s odbornou literaturou.
Osnova:1)Cíle a obsah předmětu. Magnetické pole v tokamaku.
2)Rovnováha plazmatu v tokamaku: Odvození Grad-Šafranovovy rovnice
3)Rovnováha plazmatu v tokamaku: Řešení, interpretace
4)Elektrická pole a elektrický proud v tokamaku
5)Vyzařování plazmatu
6)Transport v tokamacích I - Neoklasická difúze
7)Transport v tokamacích II - Empirický přístup
8)Ohřev plazmatu a dodávka paliva
9)Fyzika okraje plazmatu
10)Interakce plazmatu se stěnou
11)Nestability v tokamacích I
12)Nestability v tokamacích II.
13)Stabilita plazmatu, provozní diagramy tokamaku, ITER
Osnova cvičení:Procvičování příkladů na téma:
1)Magnetické pole v tokamaku. Rovnováha plazmatu v tokamaku: Odvození Grad-Šafranovovy rovnice
2)Rovnováha plazmatu v tokamaku: Řešení, interpretace. Elektrická pole a elektrický proud v tokamaku
3)Vyzařování plazmatu, Transport v tokamacích I - Neoklasická difúze
4)Transport v tokamacích II - Empirický přístup, Ohřev plazmatu a dodávka paliva
5)Fyzika okraje plazmatu, Interakce plazmatu se stěnou
6)Nestability v tokamacích
7)Stabilita plazmatu, provozní diagramy tokamaku, ITER
Cíle:Znalosti:
Detailní seznámení se s fyzikou experimentů na tokamacích

Schopnosti:
Pochopení fyzikálních souvislostí, terminologie a fenomenologie oboru tak, aby se absolventům kurzu výrazně usnadnila orientace v oboru a samostatná práce s odbornou literaturou
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Rozsah práce:
Kličová slova:Termojaderná fúze, plazma, tokamak, rovnováha, udržení, vyzařování, ohřev, transportní bariéry, okraj plazmatu, stabilita, nestability, tritium
Literatura:Povinná literatura:
[1] J Wesson, Tokamaks, Clarendon Press 2004, chapters 11-13.
[2] J.P. Freidberg: Ideal Magnetohydrodynamics, Plenum Press, 1987, . C. Stangeby: The Plasma Boundary of Magnetic Fusion Devices, IOP Press, 2000 (úvodní kapitoly).

Doporučená literatura:
[3] ITER Physics Basis, http://web.gat.com/iter-ga/iter_physics.html (chystá se nová verze "Tokamak Physics Basis")

Atomová a molekulová fyzika02AMF Břeň 2+2 z,zk - - 4 -
Předmět:Atomová a molekulová fyzika02AMFRNDr. Břeň David Ph.D.2+2 Z,ZK-4-
Anotace:Hlavním cílem přednášky je poskytnout studentům základy atomové a molekulové fyziky s použitím aparátu kvantové mechaniky.
Osnova:1.Radiační přechody
2.Atom vodíku a atomy alkalických kovů
3.Atom helia
4.Vektorový model atomu
5.Hundova pravidla
6.Obecný molekulární Hamiltonián a Bornova-Oppenheimerova aproximace
7.Symetrie molekul
8.Molekula H2+
9.Molekula H2
10.Diatomické molekuly
11.Polyatomické molekuly
12.Interakce se zářením
Osnova cvičení:Procvičování příkladů na téma:
1.Radiační přechody
2.Atom vodíku a atomy alkalických kovů
3.Atom helia
4.Vektorový model atomu
5.Hundova pravidla
6.Obecný molekulární Hamiltonián a Bornova-Oppenheimerova aproximace
7.Symetrie molekul
8.Molekula H2+
9.Molekula H2
10.Diatomické molekuly
11.Polyatomické molekuly
12.Interakce se zářením
Cíle:Znalosti:
Naučit se základy atomové a molekulové fyziky, řešit jednoduché kvantově-mechanické rovnice.

Schopnosti:
Aplikace aparátu kvantové mechaniky při řešení jednoduchých problémů
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Rozsah práce:
Kličová slova:Hamiltonián izolovaného atomu, Hamiltonián izolované molekuly, Schrödingerova rovnice, Bornova-Oppenheimerova aproximace, elektronové orbitaly, vibrace a rotace molekul
Literatura:Povinná literatura:
[1] S.Erkoç and T. Uzer, Atomic and molecular physics, World Scientific, 1996

Doporučená literatura:
[2] H. Haken and H. Ch. Wolf: Molecular physics and elements of quantum chemistry, Springer 2003.
[3] J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia, 1983

Nauka o materiálech pro reaktory14NMR Haušild - - 2+0 zk - 2
Předmět:Nauka o materiálech pro reaktory14NMRdoc. Dr. Ing. Haušild Petr----
Anotace:Materiály pro klasické a fúzní reaktory
Osnova:1. Radiační poškození: druhy záření, účinky záření na materiály; interakce záření s krystalovou mříží; vliv teploty ozáření; mechanické vlastnosti ozářených materiálů.
2. Materiálová koncepce jaderných reaktorů: základní požadavky na materiály a svarové spoje TNR; přehled používaných materiálů; degradační mechanismy; krátkodobé a dlouhodobé vlastnosti; specifika materiálů a konstrukce TNR typu VVER; svědečný program ozářených vzorků při provozu JR; požadavky na svědečné programy reaktorů typů PWR a VVER; konstrukce svědečných programů typu PWR a VVER; neutronová dozimetrie pro svědečné programy; kontrola teploty svědečných vzorků; nedestruktivní kontroly TNR.
3. Zr-slitiny: výroba, typy, použití, PWR, VVER; vlastnosti povlakové trubky ze Zr-slitin v normálních provozních podmínkách (koroze, absorpce vodíku), abnormálních provozních podmínkách (var, krátkodobé přehřevy) a havarijních podmínkách (RIA, LOCA); nadprojektové havárie spojené s tavením aktivní zóny.
4. Jaderná fúze: interakce plazmatu s materiály, přechodové události; požadavky na materiály pro vnitřní komponenty; specifické materiály pro vnitřní komponenty; první stěna, obálka, chladící systém; wolfram, beryllium, uhlíkové kompozity; spojování materiálů; plazmové stříkání (princip, použití); specifické materiály pro další aplikace; vakuová nádoba; supravodivé cívky; materiály pro elektrickou izolaci; speciální materiály ve vývoji a mimo ITER.
Osnova cvičení:Příprava metalografických vzorků,
tahová zkouška.
Cíle:Znalosti:
Materiálová koncepce klasických a fúzních jaderných reaktorů.

Schopnosti:
Orientace v problematice materiálů klasických a fúzních jaderných reaktorů.
Požadavky:14NMA nebo 14SVM.
Rozsah práce:Protokol z laboratorních cvičení (Příprava metalografických vzorků, Tahová zkouška)
Kličová slova:Interakce záření s krystalovou mřížkou, radiační poškozování, materiály pro jaderné reaktory, Zr slitiny, interakce plasmatu s materiálem, materiály pro jadernou fúzi.
Literatura:Doporučená literatura:
[1] G.S. Was, Fundamentals of Radiation Materials Science Metals and Alloys, Springer-Verlag 2007.
[2] J. Koutsky and J. Kocik , Radiation Damage of Structural Materials. Material Science Monographs 79, Elsevier 1994.

Praktika fyziky plazmatu 1, 202PRPL12 Svoboda 0+2 z 0+2 kz 2 2
Předmět:Praktika fyziky plazmatu 102PRPL1Ing. Svoboda Vojtěch CSc.0+2 Z-2-
Anotace:Cílem předmětu Praktika fyziky plazmatu je umožnit studentům seznámení
se s několika komplexními experimentálními zařízeními (tokamaky GOLEM a
COMPASS, laserové zařízení PALS, experimentální štěpný reaktor VR-1
VRABEC a jiné) a zejména s různými druhy experimentální práce v oblasti
výzkumu termojaderné fúze a fyziky plazmatu. Na několika zvolených
experimentálních úlohách si studenti procvičí základní dovednosti nutné
pro práci experimentátora, a sice, příprava na měření, provedení
experimentu, analýza a interpretace dat, prezentace výsledků.
Osnova:
Osnova cvičení:1. Termické plazma: jeho generace, diagnostika a aplikace
2. Řádkovací elektronová mikroskopie a její aplikace při studiu degradačních procesů v materiálech
3. Měření rentgenové a neutronové emise výbojového zdroje DD fúzní reakce s časovým rozlišením na aparatuře Z-pinch FEL ČVUT
4. Analýza základních parametrů plazmatu a provozních parametrů tokamaku GOLEM
5. Měření spekter plazmatu ve viditelné a UV oblasti na tokamaku COMPASS
6. Měření magnetických polí na tokamaku COMPASS
7. Rychlá měření(PALS)
8. Měření parametrů doutnavého výboje pomocí Langmuirovských sond
9. Úvod do detekce neutronů
Cíle:Znalosti:
Cílem předmětu Praktika fyziky plazmatu je umožnit studentům seznámení se s několika komplexními experimentálními zařízeními (tokamaky GOLEM a COMPASS, laserové zařízení PALS, experimentální štěpný reaktor VR-1 VRABEC a jiné) a zejména s různými druhy experimentální práce v oblasti
výzkumu termojaderné fúze a fyziky plazmatu.

Schopnosti:
Na několika zvolených experimentálních úlohách si studenti procvičí základní dovednosti nutné pro práci experimentátora, a sice, příprava na měření, provedení experimentu, analýza a interpretace dat, prezentace výsledků.
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Praktika, fyzika plazmatu, diagnostika
Literatura:Povinná literatura:
[1] J.Wesson, Tokamaks, Clarendon Press 2004, chapters 11-13

Doporučená literatura:
[2] ITER Physics Basis, http://web.gat.com/iter-ga/iter_physics.html

Předmět:Praktika fyziky plazmatu 202PRPL2Ing. Svoboda Vojtěch CSc.-0+2 KZ-2
Anotace:Cílem předmětu Praktika fyziky plazmatu je umožnit studentům seznámení
se s několika komplexními experimentálními zařízeními (tokamaky GOLEM a
COMPASS, laserové zařízení PALS, experimentální štěpný reaktor VR-1
VRABEC a jiné) a zejména s různými druhy experimentální práce v oblasti
výzkumu termojaderné fúze a fyziky plazmatu. Na několika zvolených
experimentálních úlohách si studenti procvičí základní dovednosti nutné
pro práci experimentátora, a sice, příprava na měření, provedení
experimentu, analýza a interpretace dat, prezentace výsledků.
Osnova:
Osnova cvičení:1. Termické plazma: jeho generace, diagnostika a aplikace
2. Řádkovací elektronová mikroskopie a její aplikace při studiu degradačních procesů v materiálech
3. Měření rentgenové a neutronové emise výbojového zdroje DD fúzní reakce s časovým rozlišením na aparatuře Z-pinch FEL ČVUT
4. Analýza základních parametrů plazmatu a provozních parametrů tokamaku GOLEM
5. Měření spekter plazmatu ve viditelné a UV oblasti na tokamaku COMPASS
6. Měření magnetických polí na tokamaku COMPASS
7. Rychlá měření(PALS)
8. Měření parametrů doutnavého výboje pomocí Langmuirovských sond
9. Úvod do detekce neutronů
Cíle:Znalosti:
Cílem předmětu Praktika fyziky plazmatu je umožnit studentům seznámení se s několika komplexními experimentálními zařízeními (tokamaky GOLEM a COMPASS, laserové zařízení PALS, experimentální štěpný reaktor VR-1 VRABEC a jiné) a zejména s různými druhy experimentální práce v oblasti
výzkumu termojaderné fúze a fyziky plazmatu.

Schopnosti:
Na několika zvolených experimentálních úlohách si studenti procvičí základní dovednosti nutné pro práci experimentátora, a sice, příprava na měření, provedení experimentu, analýza a interpretace dat, prezentace výsledků.
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:Fyzika plazmatu, praktika, diagnostika, jaderná fúze
Literatura:Povinná literatura:
[1] J.Wesson, Tokamaks, Clarendon Press 2004, chapters 11-13

Doporučená literatura:
[2] ITER Physics Basis, http://web.gat.com/iter-ga/iter_physics.html

Výzkumný úkol 1, 202VUTF12 Svoboda 0+6 z 0+8 kz 6 8
Předmět:Výzkumný úkol 102VUTF1Ing. Svoboda Vojtěch CSc.----
Anotace:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti:
Samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Výzkumný úkol
Literatura:Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.


Předmět:Výzkumný úkol 202VUTF2Ing. Svoboda Vojtěch CSc.----
Anotace:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova:Student na základě zadání práce a pod vedením školitele zpracovává individuálně zadané téma po dobu 2 semestrů.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Individuální tématika podle zadání práce.

Schopnosti:
Samostatná práce na zadaném úkolu, orientace v dané problematice, sestavení vlastního odborného textu.
Požadavky:
Rozsah práce:Předmět je dán samostatnou činností studenta na zadaném tématu. Práce jsou průběžně kontrolovány školitelem a příslušnou katedrou.
Kličová slova:Výzkumný úkol
Literatura:Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.


Volitelné předměty

Vybrané partie z fyziky MCF02PMCF Mlynář - - 0+2 kz - 2
Předmět:Vybrané partie z fyziky MCF02PMCFdoc. RNDr. Mlynář Jan Ph.D.-0+2 KZ-2
Anotace:Kurz má zájemcům o fúzi s magnetickým udržením umožnit, aby si doplnili základní fyzikálně-technické partie oboru, se kterými nemají možnost se seznámit v rámci povinných kurzů. Zároveň představuje příležitost se seznámit s mladými vědeckými pracovníky z tokamaku COMPASS. Konečně studenti v závěru kurzu prezentují svoji vlastní odbornou práci.
Osnova:1. Fyzika stelarátorů (Jan Mlynář)
2. Simulace fúzního plazmatu, integrovaný model tokamaku (Jakub Urban, ÚFP AV ČR)
3. Simulace toků v okrajovém plazmatu (Renaud Dejarnac, , ÚFP AV ČR)
4. Novinky ve fyzice okrajového plazmatu (Jan Horáček, ÚFP AV ČR)
5. Pinče s obráceným polem; Tokamaky typu Ignitor (Jan Mlynář)
6. Unavené oči detektorů záření (Vladimír Weinzettl, ÚFP AV ČR)
7. Thomsonův rozptyl na tokamaku COMPASS (Petra Bílková, ÚFP AV ČR)
8. Modelování magnetických polí pro tokamak COMPASS (J. Havlíček, MFF UK)
9. Řízení magnetického pole na tokamaku COMPASS (Olena Byliková, Jaromír Zajac, ÚFP AV ČR)
10. Inverzní úlohy při analýze dat (tomografie, dekonvoluce spekter) (Jan Mlynář)
11. Prezentace výzkumných úkolů
12. Prezentace výzkumných úkolů
13. Prezentace výzkumných úkolů
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Kurz má zájemcům o fúzi s magnetickým udržením umožnit, aby si doplnili základní fyzikálně-technické partie oboru, se kterými nemají možnost se seznámit v rámci povinných kurzů.

Schopnosti:
Prezentace vlastní odborné práce
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Rozsah práce:
Kličová slova:Magnetické udržení fúze, tokamak
Literatura:Povinná literatura:
[1] K.Miyamoto, Controlled fusion and plasma physics, Taylor and Francis 2007.
[2] Proceedings of IPP Summer University for Plasma Physics / Carolus Magnus Summer School (oboje na http://www.jet.efda.org/pages/publications/books.html)

Doporučená literatura:
[3] J.Wesson, Tokamaks, Clarendon Press 2004, chapters 11-13.

Vybrané partie z ICF12PICF Klír, Limpouch - - 2+0 kz - 2
Předmět:Vybrané partie z ICF12PICFdoc. Ing. Klír Daniel Ph.D. / prof. Ing. Limpouch Jiří CSc.-2 KZ-2
Anotace:Cílem předmětu je seznámit studenty s některými detailními teoretickými a experimentálními metodami, které nebyly probírány v předmětu FIF.
Osnova:1) Teorie interakce laserových svazků s plazmovou korónou
2) Nelineární procesy, generace horkých elektronů, zvýšení hydrodynamické účinnosti
3) Interakce svazků těžkých iontů s terčem, brzdění těžkých iontů v hustém plazmatu,
4) Návrh terčů pro iontovou fúzi, možnosti zvýšení homogenity ozáření terče
5) Fyzika Rayleigh-Taylorovy, Richmeyer-Meshkovovy a Kelvin-Helmholzovy nestability, metody snížení vlivu hydrodynamických nestabilit
6) Oddělení komprese a ohřevu paliva, fast, shock a impact ignition
7) Hoření paliva v různých režimech inerciální fúze (IF)
8) Metody optické diagnostiky v IF
9) Metody rentgenové diagnostiky v IF
10) Elektronová a iontová diagnostika IF
11) Neutronová diagnostika IF
12) Reaktory IFE (IF pro v7robu energie)
13) Hybridní reaktory na fúzi a štěpení možnosti zpracování a likvidace odpadu ze štěpných reaktorů
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Seznámení studentů s některými detailními teoretickými a experimentálními metodami, které nebyly probírány v předmětu FIF.

Schopnosti:
Aplikace některých detailních teoretických a experimentálních metod fyziky inerciální fúze
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
Rozsah práce:
Kličová slova:plasma
Literatura:Povinná literatura:
[1] S. Eliezer, The Interaction of High/Power Lasers with Plasmas, Institute of Physics Publishing, Bristol 2002
[2] K. Niu, Nuclear Fusion. Cambridge Univ. Press, Cambridge, UK, 1989.
[3] C. Yamanaka, Introduction to Laser Fusion, Harwood Academic, London 1991
[4] S. Atzeni, J. Meyer-ter-Vehn, The Physics of Inertial Fusion: Beam Plasma Interaction, Hydrodynamics, Hot Dense Matter, Oxford Univ. Press, Oxforf 2004
[5] Laser Plasma Interactions 5: Inertial Confinement Fusion, edited by M.B. Hooper. SUSSP Publications, Edinburgh, 1995, pp. 105-137.
[6] Handbook of Plasma Physics,vol. 3 Physics of Laser Plasma, ed. S. Witkowski, North Holland Publishing, Amsterdam 1991

Doporučená literatura:
[7] W.L. Kruer, The Physics of Laser-Plasma Interactions. Addison-Wesley, New York, 1988.

Supravodivost a fyzika nízkých teplot11SUPR Janů, Ledinský 4+0 zk - - 4 -
Předmět:Supravodivost a fyzika nízkých teplot11SUPRRNDr. Janů Zdeněk CSc. / Mgr. Ledinský Martin4 ZK-4-
Anotace:Cílem přednášky je seznámit studenty se základy fyziky a techniky nízkých teplot a vybranými makroskopickými kvantovými jevy.
Osnova:1. Úvod do fyziky nízkých teplot.
2. Metody chlazení.
3. Techniky a měření nízkých teplot.
4. Supratekutost.
5. Kvantové krystaly a difúze.
6. Kvantový Hallův jev.
7. Coulombická blokáda a jednoelektronový tranzistor.
8. Fenomenologie supravodivosti.
9. Ginzburgova-Landauova teorie.
10. Supravodiče I a II typu.
11. Bardeenova-Cooperova-Schriefferova teorie.
12. Josephsonovy jevy a SQUIDy.
13. Vysokoteplotní supravodivost.
14. Aplikace supravodivosti.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Základní znalosti supravodivosti a fyziky nízkých teplot.

Schopnosti:
Orientace v problematice chování některých kapalin a pevných látek při nízkých teplotách.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:Nízké teploty, makroskopické kvantové jevy, supratekutost, supravodivost.
Literatura:Povinná literatura:
[1]. skripta Supravodivost a fyzika nízkých teplot (FJFI ČVUT),

Doporučená literatura:
[2]. Fyzika nízkých teplot (MATFYZPRESS 1998).

Nízkoteplotní plazma a výboje12NIPL Král 4+0 z,zk - - 4 -
Předmět:Nízkoteplotní plazma a výboje12NIPLprof. Ing. Král Jaroslav CSc.4 Z,ZK-4-
Anotace:Atomární strážkové procesy; základní pojmy a vztahy; pružný rozptyl; ionizace a excitace; tříčásticová rekombinace. Brzdné záření; radiační záchyt; diskrétní vyzařování. Procesy v částečně ionizovaném plynu. Plyn v termodynamické rovnováze. Ionizovaný plyn v elektrickém poli. Jevy na elektrodách.
Průraz plynu v elektrickém poli stejnosměrném a střídavém. Elektrické výboje v plynu; V-A charakteristika výboje. Doutnavý výboj. Samostatný obloukový výboj. Nízkotlaký oblouk se žhavenou katodou. Elektrické sondy.
Osnova:- Atomární strážkové procesy.
- Elektromagnetické vyzařování soustavy nábojů.
- Procesy v plynu se srážkami částic.
- Plyn v termodynamické rovnováze.
- Ionizovaný plyn v elektrickém poli.
- Jevy na povrchu elektrod.
- Průraz plynu elektrickým polem
- Průraz plynu střídavým elektrickým polem.
- Doutnavý výboj.
- Samostatný obloukový výboj.
- Nízkotlaký oblouk se žhavenou katodou.
- Elektrické (Langmuirovy) sondy pro diagnostiku plazmatu.
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Znalost procesů v částečně ionizovaném plynu, různých výbojů a jejich vlastností.

Schopnosti:
Schopnost rozumět chování různých elektrických výbojů.
Požadavky:Základy atomové fyziky, teorie elektromagnetického pole.
Rozsah práce:samostatné studium přednesené látky
zkouška
Kličová slova:Plazma - srážkové procesy - výboj v plynu - elektrický průraz plynu.
Literatura:Povinná literatura:
[1]- J. Král: Nízkoteplotní plazma a výboje. Přednášky v elektronické formě.

Doporučená literatura:
[2]- E.W. McDaniel: Collision Phenomena in Ionized Gases. J.Wiley & Sons, New York, 1964. (také ruský překlad - I.Mak-Danieĺ: Processy stolknovenij v ionizovannych gazach, Mir, Moskva, 1967.)
[3]- M. Mitchner, C.H. Kruger,Jr: Partially Ionized Gases. J. Wiley & Sons, New York , 1973. (také ruský překlad - M. Mitčner, Č. Kruger: Častično ionizovannye gazy, Mir, Moskva, 1976.)
[4]- A.M. Howatson: An Introduction to Gas Discharges. 2nd. edition, Pergamon Press, Oxford, 1976.
[5]- Ju.P. Rajzer: Fizika gazovovo razrjada. Nauka, Moskva, 1987. rusky.
[6]- V.L. Granovskij: Električeskij tok v gaze, ustanovivšijsa tok. Nauka, Moskva, 1971.
[7]- J.D. Swift, M.J.R. Schwar: Electrical Probes for Plasma Diagnostics, Iliffe Books, London, 1970.

Diferenciální rovnice na počítači12DRP Liska 2+2 z,zk - - 5 -
Předmět:Diferenciální rovnice na počítači12DRPprof. Ing. Liska Richard CSc.2+2 Z,ZK-5-
Anotace:Obyčejné diferenciální rovnice, analytické metody; Obyčejné diferenciální rovnice, numerické metody, metody Runge-Kuttovy, stabilita; Parciální diferenciální rovnice, analýza, rovnice hyperbolické, parabolické a eliptické, podmíněnost diferenciálních
rovnic; Parciální diferenciální rovnice, numerické řešení, metoda konečných diferencí, diferenční schemata, řád aproximace, stabilita, konvergence, modifikovaná rovnice, difuse, disperze; Zákony zachování a jejich numerické řešení, rovnice mělké vody, Eulerovy rovnice,
Lagrangeovské metody, ALE metody; Praktické výpočty v systémech Matlab pro numeriku a Maple pro analýzu schemat.
Osnova:1. Obyčejné diferenciální rovnice, analytické metody, stabilita.
2. Obyčejné diferenciální rovnice, Runge-Kuttovy metody, funkce stability, obor stability, řád metody.
3. Obyčejné diferenciální rovnice s okrajovými podmínkami.
4. Hyperbolické parciální díferenciální rovnice, charakteristiky, okrajové podmínky, metody konečných diferencí.
5. Konvergence, konzistence, podmíněnost, stabilita, Lax-Richtmyerova věta, Courant-Friedrichs-Lewyho (CFL) podmínka.
6. Fourierova analýza podmíněnosti a stability, von Neumannova podmínka stability.
7. Lax-Wendroffovo schema, implicitní schemata, řád přesnosti, modifikovaná rovnice, difuse, disperze.
8. Parabolické rovnice, diferenční schemata pro parabolické rovnice.
9. Eliptické rovnice, iterační metody řešení systémů lineárních rovnic.
10. Advekční rovnice ve 2D, metoda rozkladu, diferenční schemata.
11. Zákony zachování, integrální tvar, Rankine-Hugoniotova podmínka .
12. Burgersova rovnice, rovnice mělké vody, Eulerovy rovnice, rázová vlna, vlna zředění, kontaktní nespojitost, diferenční schemata.
13. Lagrangeovské metody pro Eulerovy rovnice, hmotnostní souřadnice.
14. Metoda ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian), vyhlazení sítě, remapování.
Osnova cvičení:1. Obyčejné diferenciální rovnice, analytické metody, stabilita.
2. Obyčejné diferenciální rovnice, návrh Runge-Kuttových (RK) metod.
3. Výpočet funkce a oboru stability RK metody, řád RK metody.
4. Diferenční schemata pro advekční rovnici, numerické ověření jejich vlastností - stability a řádu přesnosti.
5. Analytické určení řádu přesnosti diferenčního schematu.
6. Analytické určení podmínky stability Fourierovou metodou.
7. Analyticko-numerické určení podmínky stability Fourierovou metodou.
8. Výpočet modifikované rovnice diferenčního schematu.
9. Diferenční schemata pro parabolické rovnice - rovnici vedení tepla.
10. Diferenční schemata pro advekčně difusní rovnici.
11. Diferenční schemata pro eliptickou Poissonovu rovnici.
12. Test - návrh a analýza diferenčního schematu.
13. Diferenční schemata pro Burgersovu rovnice, rovnice mělké vody a Eulerovy rovnice.
14. Lagrangeovská schemata, metoda ALE.
Cíle:Znalosti:
Znalosti numerického řešení diferenciálních rovnic.

Schopnosti:
Schopnosti navrhovat a analyzovat numerické metody řešení diferenciálních rovnic.
Požadavky:
Rozsah práce:Praktický test na počítači, miniprojekt (program a dokument), zkouška.
Kličová slova:Obyčejné diferenciální rovnice, Runge-Kuttovy metody, parciální diferenciální rovnice, diferenční schemata, zákony zachování.
Literatura:Povinná literatura:
[1] J.C. Strikwerda: Finite Difference Schemes and Partial Differential Equations, Chapman and Hall, New York, 1989.

Doporučená literatura:
[2] R.J. LeVeque: Numerical Methods for Conservation Laws,Birkhauser Verlag, Basel, 1990.

Studijní pomůcky:
Počítačová učebna Linux s integrovanými matematickými systémy Matlab a Maple. Studijní materiály na http://www-troja.fjfi.cvut.cz/~liska/drp

Počítačové řízení experimentů12POEX Čech - - 2+0 z - 2
Předmět:Počítačové řízení experimentů12POEXdoc. Ing. Čech Miroslav CSc.-2+0 Z-2
Anotace:Úvod. Základní koncepce počítačů, mikropočítače. Technické vybavení počítačů; propojení počítač-experiment (rozhraní RS232C, IEEE488, A/D a D/A převodníky, senzory, výkonové členy, atd.) Programové vybavení počítačů; operační systémy pro řízení experimentů (OS pracující v reálném čase, multitasking, multiuser). Základy teorie regulace. Programovací jazyky pro řízení (asembler, C, atd.). Úvod do TCP/IP protokolů. Možnosti použití Internetu pro řízení experimentu.
Osnova:1. Základy číslicové elektroniky
2. Principy počítačů
3. Principy senzorů
4. A/D a D/A převodníky
5. Počítačová rozhraní, sériové, paralelní, USB
6. Rozhraní IEEE-488
7. Programové vybavení počítačů
8. Operační systémy pro řízení v reálném čase
9. Programovací jazyky pro řízení
10. Základy teorie regulace
11. Úvod do počítačových sítí, TCP/IP protokoly
12. Praktická úloha

Osnova cvičení:Není
Cíle:Znalosti:
Cílem předmětu je získat přehled o problematice řízení fyzikálních experimentů.

Schopnosti:
Cílem předmětu je získat schopnost navrhnout a sestavit měřící a řídící systém

Požadavky:Základní znalosti digitální elektroniky.
Rozsah práce:Není
Kličová slova:Senzor, rozhraní, DA AD převodník, řídící systém, programování
Literatura:Povinná literatura:
[1] H. Häberle: Průmyslová elektronika a informační technologie, Europa-Sobotáles cz., Praha 2003
[2] J. Balátě a kol.: Technické prostředky automatického řízení, SNTL Praha, 1986
[3] F. Dlabola, J. Starý: Systémy s mikroprocesory a přenos dat, NDS Praha 1986
[4] J. Bayer, J. Bílek: Návrhy řídících systémů, Skripta ČVUT, 1987
[5] V. Haasz, J. Roztočil, J. Novák: Číslicové měřící systémy, Skripta ČVUT, 2000
[6] M. Šnorek: Standardní rozhraní PC, Grada, Praha 1992[
[7] J. Pavel, J. Resl: Elektrotechnika I, Vydavatelství ČVUT, Praha 1997
[8] J. Pavel, J. Resl: Elektrotechnika II, Vydavatelství ČVUT, Praha 1998
[9] B. Kainka: USB - Měření, řízení a regulace pomocí sběrnice USB, Ben, Praha 2002
[10] J. Peterka: Počítačové sítě verze 3.0., www.earchiv.cz, 2004


Doporučená literatura:
[11] IEEE Std. 481.1-2003 , IEEE Standard for Higher Performance Protocol for Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation, IEEE New York, 2003
[12] W. Kester: Analog-Digital Conversion, Analog Devices, 2004

Neutronová fyzika02NF Šaroun, Vacík - - 2+2 z,zk - 4
Předmět:Neutronová fyzika02NFRNDr. Šaroun Jan CSc. / Vacík Jiří CSc.-2+2 Z,ZK-4
Anotace:Základní vlastnosti neutronu, radionuklidové zdroje, urychlovače jako zdroje neutronů, jaderné výzkumné reaktory, reakce indukované neutrony, štěpení, detekce neutronů,nneutronová difrakce, interakce neutronů s látkou,zpomalování a absorpce neutronů, makroskopický popis transportu neutronů, stínění neutronů, fyzikální principy jaderných energetických zařízení.
Osnova:1. radionuklidové zdroje
2. urychlovače jako zdroje neutronů, jaderné výzkumné reaktory
3. reakce indukované neutrony, štěpení
4. detekce neutronů
5. interakce neutronů s látkou
6. zpomalování a absorpce neutronů
7. makroskopický popis transportu neutronů
8. základní vlastnosti neutronu
9. neutronová difrakce
10. stínění neutronů a dozimetrie
11. fyzikální principy jaderných energetických zařízení
12. zkouška
Osnova cvičení:Procvičování příkladů na téma:
1. radionuklidové zdroje
2. urychlovače jako zdroje neutronů, jaderné výzkumné reaktory
3. reakce indukované neutrony, štěpení
4. detekce neutronů
5. interakce neutronů s látkou
6. zpomalování a absorpce neutronů
7. makroskopický popis transportu neutronů
8. základní vlastnosti neutronu
9. neutronová difrakce
10. stínění neutronů a dozimetrie
11. fyzikální principy jaderných energetických zařízení
Cíle:Znalosti:
Principy neutronové fyziky, jejích metody a aplikace

Schopnosti:
Schopnost počítat zadané problémy v neutronové fyzice
Požadavky:Znalosti na úrovni předmětů subatomová fyzika, interakce záření s látkou, detektory ionizující záření.
Rozsah práce:
Kličová slova:Neutronová fyzika, zdroje záření, detektory záření, teorie transportu, urychlovače, jaderný reaktor, stínění neutronů, moderace neutronů, jaderné reakce, štěpení.
Literatura:Povinná literatura:
[1] K.-H. Beckurts, K. Wirtz, Neutron Physics, Springer, 1974
[2] K. Krane, Introductory Nuclear Physics, J. Wiley, 1988
[3] S. Cierjacks, Neutron Sources for Basic Physics Applications, Pergamon Press, 1983

Doporučená literatura:
[4] R. E. Chrien, Neutron Radiative Capture, Pergamon Press 1984
[5] G. F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, J. Wiley, 2000

Optické spektroskopie12OPS Michl - - 2+0 zk - 2
Předmět:Optické spektroskopie12OPSRNDr. Michl Martin Ph.D.-2+0 ZK-2
Anotace:Základy spektroskopického chování atomů a molekul. Základní experimentální techniky optických spektroskopií.
Osnova:1. Energetické hladiny v atomech a molekulách
2. Interakce s elektromagnetickým zářením; Pravděpodobnost přechodů; Výběrová pravidla
3. Základní spektroskopické a fotometrické veličiny; Tvar spektrálních linií; Homogenní a nehomogenní rozšíření
4. Základy instrumentace (zdroje záření, detektory, optické materiály)
5. Dispersní spektrometry vs. interferometry, Jednokanálová vs. mnohakanálová detekce
6. Atomová absorpční a emisní spektroskopie (plamenová a ICP AAS, ICP OES)
7. UV-Vis absorpční spektroskopie; Barevnost látek
8. Luminiscenční spektroskopie; Dohasínání luminiscence; Nezářivé relaxační procesy
9. Infračervená absorpční spektroskopie; Spektroskopie Ramanova rozptylu
10. Využití polarizovaného světla; Lineární dichroismus; Anizotropie fluorescence; Depolarizace Ramanova rozptylu
11. Chiralita a optická aktivita; Optická rotační disperze; Cirkulární dichroismus, Ramanova optická aktivita
12. Exkurze I
13. Exkurze II
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Teoretické základy a experimentálními techniky spektroskopického studia atomů a molekul v optické oblasti.

Schopnosti:
Orientace v základních metodách optické spektroskopie a možnostech jejich aplikace.
Požadavky:Předchozí absolvování kursu 12MOF je výhodou.
Rozsah práce:
Kličová slova:Optické spektroskopie, energetické hladiny, interakce látky se zářením, spektroskopická instrumentace
Literatura:Povinná literatura:
[1] V. Prosser: Experimentální metody biofyziky, Academia Praha, 1989

Doporučená literatura:
[2] N. V. Tkachenko: Optical spectroscopy: methods and instrumentation, Elsevier Amsterdam, 2006

Zařízení jaderné techniky16ZJT Čechák 2+0 zk - - 2 -
Předmět:Zařízení jaderné techniky16ZJTprof. Ing. Čechák Tomáš CSc.----
Anotace:Základní schéma jaderného reaktoru a jaderné elektrárny, průběh řetězové štěpné reakce, faktory ovlivňující reaktivitu, vnitřní palivový cyklus, hlavní části jaderného energetického reaktoru, nejdůležitější typy reaktorů. Lineární vysokonapěťové urychlovače, lineární vysokofrekvenční urychlovače, urychlovače na bázi cyklotronu, mikrotron, betatron, elektronové a protonové synchrotrony, zdroje elektronů a iontů pro urychlovače, terčíky.
Osnova:1.Jaderná energetika ve světě, klasifikace reaktorů používaných v JE
2.Základní schéma jaderného reaktoru, řetězová reakce
3.Neutronová bilance reaktoru
4.Faktory ovlivňující reaktivitu, palivový cyklus
5.Vyhořelé jaderné palivo
6.Monitorování polí v JE, vliv JE na životní prostředí
7.Perspektivy JE, termojaderná syntéza
8.Typy urychlovačů
9.Dynamika částic
10.Lineární urychlovače
11.Cyklotron, betatron, mikrotron
12.Elektronové a protonové synchrotrony
13.Elektronové a iontové zdroje, terčíky
14.Použití urychlovačů
Osnova cvičení:
Cíle:Znalosti:
Typy a principy jaderných reaktorů, palivový cyklus, řízení jaderného reaktoru, radiační ochrana v jaderné energetice, typy urychlovačů a jejich využití.

Schopnosti:
Získání znalostí o principu a typech jaderných reaktorů a urychlovačů, s jejich použitím a s principy radiační ochrany souvisejícími s jejich provozem.
Požadavky:Znalost základů jaderné fyziky, dozimetrie a detekce ionizujícího záření.
Rozsah práce:
Kličová slova:Jaderná energetika, řetězová reakce, reaktor, vyhořelé palivo, lineární urychlovače, kruhové urychlovače
Literatura:Povinná literatura:
[1] L. Sklenka: Provozní reaktorová technika, ČVUT 2001
[2] S. Humphries: Principles of Charge Particle Acceleration, John Wiley and Sons 1999
[3] H. Wiedemann: Particle Accelerator Physics, Springer Verlag Berlin 1999

Doporučená literatura:
[4] F. Klik, J. Daliba, Jaderná energetika, ČVUT 2002

Studijní pomůcky:
Čarný, P., Program ESTE EU, uživatelská příručka programu, Trnava 2008

Zimní (letní) škola fyziky plazmatu a termojaderné fúze 1, 202ZLSTF12 Svoboda 1 týden z 1 týden z 1 1
Předmět:Zimní škola fyziky plazmatu a termojaderné fúze02ZLSTF1Ing. Svoboda Vojtěch CSc.1týd. Z-1-
Anotace:Cílem pravidelné "Zimní školy fyziky plazmatu termojaderné fúze" je zdokonalení odborných komunikačních schopností studentů. Každý student přednese odborný referát na téma vlastní rešeršní nebo výzkumné práce.
Osnova:Cílem pravidelné "Zimní školy fyziky plazmatu termojaderné fúze" je zdokonalení odborných komunikačních schopností studentů. Každý student přednese odborný referát na téma vlastní rešeršní nebo výzkumné práce.
Osnova cvičení:Cílem pravidelné "Zimní školy fyziky plazmatu termojaderné fúze" je zdokonalení odborných komunikačních schopností studentů. Každý student přednese odborný referát na téma vlastní rešeršní nebo výzkumné práce.
Cíle:Znalosti:
Seznámení se s aktuálním stavem problematiky fyziky termojaderné fúze

Schopnosti:
Zdokonalení odborných komunikačních schopností studentů
Požadavky:Znalosti na úrovni základního kursu fyziky
02TEF1,2 Teoretická fyzika 1,2
Rozsah práce:Každý student přednese odborný referát na téma vlastní rešeršní nebo výzkumné práce.
Kličová slova:
Literatura:Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.


Předmět:Letní škola fyziky plazmatu a termojaderné fúze02ZLSTF2Ing. Svoboda Vojtěch CSc.-1týd. Z-1
Anotace:Cílem letní školy je zdokonalení odborných komunikačních schopností studentů. Každý student přednese odborný referát na téma vlastní rešeršní nebo výzkumné práce.
Osnova:Cílem pravidelné letní školy je zdokonalení odborných komunikačních schopností studentů. Každý student přednese odborný referát na téma vlastní rešeršní nebo výzkumné práce.
Osnova cvičení:Cílem pravidelné letní školy je zdokonalení odborných komunikačních schopností studentů. Každý student přednese odborný referát na téma vlastní rešeršní nebo výzkumné práce.
Cíle:Znalosti:
Seznámení se s aktuálním stavem problematiky fyziky termojaderné fúze.

Schopnosti:
Zdokonalení odborných komunikačních schopností studentů.
Požadavky:
Rozsah práce:
Kličová slova:
Literatura:Literatura a další pomůcky jsou dány zadáním práce.