Catalogo dei Corsi di studio

Esporre elementi essenziali della fisica dei plasmi, con particolare riferimento al cosiddetto comportamento collettivo. Fornire le basi per comprendere i problemi legati alle maggiori applicazioni dei plasmi (soprattutto la fusione nucleare) e agli studi di plasmi di interesse spaziale. Illustrare i diversi modelli/approssimazioni usati per studiare il comportamento dei plasmi [cinetici, (magneto-) fluidi a una o più specie], discutendone pregi e limitazioni.

Programma

1. Definizione di plasma. Plasmi naturali e artificiali. Equazione di Saha. Schermo di Debye e quasi-neutralità. Oscillazioni di plasma. 2. Moto di particelle cariche in campi elettrici e magnetici imposti dall’esterno. Derive. Specchi magnetici. 3. Collisioni colombiane, liberi cammini medi, frequenze di collisione e di scambio di energia. Resistività di un plasma. 4. Emissione di radiazione (rad. di ciclotrone e bremsstrahlung). 5. Plasmi e fusione nucleare controllata. Reazioni di fusione. Criterio di Lawson. 6. Dall’equazione di Boltzmann alla magnetoidrodinamica (MHD). 7. Semplici applicazioni dell’MHD. 8. Onde nei plasmi. Onde magnetiche, elettriche, elettromagnetiche (e.m.). Propagazione e cut-off. Assorbimento collisionale di onde elettromagnetiche in plasmi non magnetizzati. Interazione laser-materia. 9. Cenni all’equilibrio MHD. Il pinch. 10. Introduzione alla fusione a confinamento inerziale: principi, schemi, problemi. 11. Introduzione alla fusione a confinamento magnetico. Il tokamak: principali problemi scientifici e ingegneristici.

Testi adottati

Lecture notes available on the teacher’s webpage and on the cours e-learning page
( http://gaps.ing2.uniroma1.it/atzeni/).

Bibliografia di riferimento

A useful (but more advanced reference text): R. J. Goldstone and P. H. Rutherford, Introduction to Plasma Physics, Taylor & Francis (1995) Another useful text: G. Pucella e S. E. Segre, Fisica dei Plasmi, Zanichelli, Bologna, 2010 (in Italian). A few sections of: S. Atzeni and J. Meyer-ter-Vehn, The Physics of Inertial Fusion, Clarendon-Oxford (2004).

Prerequisiti

Concetti di Fisica Generale (in particolare: elettromagnetismo, elementi di teoria cinetica dei gas) acquisiti con i corsi di Fisica I e Fisica II. Nozioni (e relative capacità operative) di Analisi Matematica acquisite con i corsi di Analisi Matematica I e II.

Modalità di valutazione

Prova orale: domande tese a valutare conoscenza e comprensione dei principali argomenti in programma, nonche' la capacità di usare linguaggio e formalismo appropriati. Può anche venire richiesto di risolvere semplici esercizi o di eseguire valutazioni numeriche.

Data inizio prenotazione	Data fine prenotazione	Data appello
01/05/2022	08/06/2022	09/06/2022
23/06/2022	26/06/2022	27/06/2022
01/06/2022	08/07/2022	12/07/2022
15/07/2022	07/09/2022	14/09/2022
22/09/2022	20/10/2022	26/10/2022