Estudio de la influencia del gas de llenado en la generación de ondas de choque radiativas

González Sánchez, José Carlos (2016). Estudio de la influencia del gas de llenado en la generación de ondas de choque radiativas. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Estudio de la influencia del gas de llenado en la generación de ondas de choque radiativas
Autor/es:
  • González Sánchez, José Carlos
Director/es:
  • Cotelo Ferreiro, Manuel
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: 2016
Materias:
Palabras Clave Informales: Física de alta densidad de energía, física atómica, plasma, código ARWEN, código BIGBART,equilibrio termodinámico local, opacidad, onda de choque radiativa, precursor.
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Energética
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

En las últimas décadas, el progreso tecnológico y la implementación de nuevas herramientas informáticas, han permitido el desarrollo de la física de alta densidad de energía. En esta nueva disciplina confluyen la física nuclear, la astrofísica y la física del plasma y se encarga del estudio de la materia y la radiación en sistemas con condiciones termodinámicas extremas. En esta rama de la física se encuentran los fundamentos y principios de numerosas aplicaciones de gran interés en la actualidad. Entre estas aplicaciones, se encuentra la creación de modelos detallados de fenómenos cosmológicos que expliquen el origen, la evolución y el destino del Universo. También destaca el estudio de la creación de nuevas fuentes de energía como la fusión termonuclear, que se espera que en las próximas décadas permita la sustitución de las energías no renovables como recurso energético principal. En la actualidad, hay numerosos proyectos de investigación dedicados íntegramente al estudio de la viabilidad de la fusión nuclear como fuente de energía comercial. Los principales procesos que se utilizan para la producción de la fusión nuclear son dos, el confinamiento magnético y el confinamiento inercial. Este último proceso es en el que se basa la mayor parte de los proyectos llevados a cabo en el Instituto de Fusión Nuclear (IFN) y con los que está relacionado este Trabajo de Fin de Grado. En este ámbito de estudio, ha sido desarrollado en el IFN el código de simulación ARWEN, que es utilizado con éxito para simular y diseñar experimentos relacionados con blancos para fusión por confinamiento inercial, astrofísica de laboratorio y física de plasmas. Para la realización de estas simulaciones es necesario conocer ciertas propiedades de los plasmas. En el caso de la fluidodinámica y la conducción electrónica se necesitará conocer la ecuación de estado, y para el transporte de la radiación será preciso disponer de los datos de absorción y emisión. Con el objetivo de obtener los datos de las propiedades radiativas (absorción y emisión) de los materiales implicados en los sistemas de las simulaciones, se desarrolló en el IFN el código BIGBART, que es una herramienta que permite simular la física atómica de un plasma y la generación de tablas detalladas de opacidad y emisividad para su uso en el módulo de transporte de radiación implementado en el código ARWEN. En el marco de este Trabajo de Fin de Grado, se realizará la creación de una metodología para la obtención de tablas de opacidades para distintos elementos mediante el uso del código BIGBART, en concreto, para los gases de llenado utilizados en el experimento PALS (Prague Asterix Laser System). Se obtendrán tablas para ciertas condiciones de temperatura y densidad en Equilibrio Termodinámico Local (LTE) y se harán simulaciones para dos casos distintos de refinamiento (número de puntos del mallado de la simulación). Posteriormente, se utilizarán las tablas generadas con los datos de las propiedades radiativas de los gases en la simulación de la generación de ondas de choque radiativas en distintas condiciones. Para este propósito, se hará uso del código ARWEN que permitirá la simulación de los distintos casos y el procesado de los datos obtenidos mediante la utilización de herramientas informáticas asociadas a dicho código. Por último, se hará un análisis de los datos obtenidos. Se estudiará el comportamiento de la absorción de radiación(opacidad) de los gases para distintas energías fotónicas y se determinará la influencia del gas de llenado en la generación y propagación de las ondas de choque radiativas bajo distintas condiciones iniciales del sistema. Al finalizar el trabajo, se presentarán las conclusiones obtenidas y se propondrán líneas de investigación y trabajos futuros relacionados con los resultados y datos generados.

Más información

ID de Registro: 43905
Identificador DC: http://oa.upm.es/43905/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:43905
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 15 Nov 2016 11:08
Ultima Modificación: 15 Nov 2016 11:08
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