Numerical and computational implementation of physical interaction processes between particle beams and plasmas

Abstract

Este trabajo estudia la interacción entre un haz de iones y un plasma, que es una de las principales líneas de trabajo en el área de la fusión nuclear por confinamiento inercial. Se propone un modelo físico y numérico para estudiar la pérdida de energía del haz y el calentamiento del plasma. Este modelo ha sido implementado en un código computacional llamado STOPBIN, que simula el proceso de interacción. Así, se obtienen las soluciones espacio-temporales de la energía del haz y la temperatura del plasma. Los resultados de la simulación se comparan con las investigaciones de otros autores y finalmente se propone un conjunto de experimentos para ilustrar las capacidades del modelo y analizar los resultados.

This work studies the interaction between an ion beam and a plasma, which is one of the main lines of work in the area of inertial confinement nuclear fusion. It is proposed a physical and numerical model to study the energy loss of the beam and the heating of the plasma . This model has been implemented in a computational code called STOPBIN, which simulates the interaction process. Thus, the spatial-temporal solutions of the energy of the beam and the temperature of the plasma are obtained. The results of the simulation are compared with the researches of other authors and finally we propose a set of experiments in order to illustrate the capabilities of the model and analyze the results.