See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Personaalne uurimistoetus" projekt PUT57
PUT57 "Materjaliefektide tekke simuleerimine raadiosageduslikes elektriväljades lineaarpõrguti disainis (1.01.2013−31.12.2016)", Vahur Zadin, Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, tehnoloogiainstituut.
PUT57
Materjaliefektide tekke simuleerimine raadiosageduslikes elektriväljades lineaarpõrguti disainis
Multiscale simulations of dislocation generation in rf electric fields in the linear accelerator design
1.01.2013
31.12.2016
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalne uurimistoetus
Otsinguprojekt
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP250 Tahke aine: struktuur, termilised ja mehhaanilised omadused, kristallograafia, phase equilibria1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP230 Aatomi- ja molekulaarfüüsika 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)50,0
PerioodSumma
01.01.2013−31.12.201372 000,00 EUR
01.01.2014−31.12.201472 000,00 EUR
01.01.2015−31.12.201572 000,00 EUR
01.01.2016−31.12.201672 000,00 EUR
288 000,00 EUR

Kompaktne lineaarpõrguti (CLIC) on CERN’is välja töötatav uus kiirendi, kus kasutades elektron-positron kiirte kokkupõrkeid jõutakse energiateni 0,5 TeV 5 TeV. Et saavutada sellist energiat, on vaja kasutada väga kõrget elektrivälja gradienti, mis ulatub üle 100 V/m. Sellistes kõrgetes elektriväljades avaldub olulise probleemina aga tihe elektriliste läbilöökide tekkimine kiirendavates struktuurides. Läbilöögid on põhjustatud vaakumkaartest, kuid kahjuks ei ole vaakumkaarte täpne tekkepõhjus teada. Üldiselt eeldatakse, et vaakumkaar algab nanosuuruses elektrivälja võimendavate nõelasarnastelt pinnadefektidelt, kusjuures nende pinnadefektide tekkemehhanism on ebaselge. Käesolevas töös kasutatakse erinevaid arvutusmeetodeid, nagu molekulaardünaamika ja kineetiline Monte-Carlo, selgitamaks elektriliste läbilöökideni viivate pinnadefektide tekkepõhjuseid.
The Compact Linear Collider (CLIC) is a new accelerator, developed in CERN, utilizing electron-positron beam collisions to reach energies from 0.5 TeV to 5 TeV. To achieve this kind of energies, very high accelerating gradients, reaching over 100 MV/m, are needed. However, in such kind of high electrical field one of the key problems, arising during the operations are the repeated electrical breakdowns in the accelerating structures. The electrical breakdowns are caused by the vacuum arching, but currently, the exact mechanism leading to vacuum arching is not known. Generally, it is assumed, that the vacuum arch is triggered by nanoscale field emitters (needle-like structures), appearing on the surface of the accelerating structures. In current work, different computational methods, like molecular dynamics and Kinetic Monte-Carlo are utilized to identify the physical phenomena leading to the growth of these field emitting tips.
Kompaktne lineaarpõrguti (CLIC) on CERN’is arendatav uus kiirendi, kus osakeste energiad saavutatakse toatemperatuuril olevate seadmetega kasutades ülikõrgeid elektriväljasid. Seadme üheks suureks opereerimist piiravaks probleemiks on elektrilised läbilöögid e. vaakumkaared millede tekkemehhanismid ei ole siiani selged. Üksikute läbilöökide vaheline aeg ulatub sekunditesse ja minutitesse, kusjuures materjalide pindade töötlemine saavutamaks rahuldavat läbilöökide sagedust CLIC-i rakenduste tarbeks on hetkel kuude pikkune protsess. Seetõttu, elektriliste läbilöökide uurimine on protsess mis koondab suurusjärke ületavaid aja ja ruumiskaalasid ning vajab lahtimõtestamiseks nn. multiskaala simulatsioonide abi. Kui meetodid nagu molekulaardünaamika, lõplike elementide meetod jne, mis kõik toimivad suurepäraselt oma rakendusvaldkondades vajavad need probleemi lahendamiseks täiendamisi ning omavahelisi kombineerimisi. Just sellest lähtuvalt oli projekti põhiliseks eesmärgiks vaakumkaarte tekkeni viivate mehanismide selgitamine kui ka vastava simulatsioonimetoodika arendamine. Töö käigus läbi viidud arendused metoodikas võimaldava simuleerida materjalide elektromehaanilist ja termilist käitumist kõrgetes elektriväljades arvestades nanoskaalas ilmnevaid erinevaid efekte nagu materjalide elektri- ja soojusjuhtivuste muutused või pinnastresside olulised mõjud. Elektriliste läbilöökide tekkepõhjuste selgitamisel õnnestus demonstreerida nii võimalike mehhanisme mis viivad läbilöögi arenemiseks vajalike algtingimuste initsieerimiseni ning mis on põhjustatud materjalidefektidest nagu nanoskaalas augud või lisandid. Atomistlike arvutuste kombineerimine elektriväljade analüüsiga demonstreeris väljaemitrite võimaliku mäluefekti ning pakkus võimalust selgitada eksperimentides mõõdetud materjali pinna lähedaste elektriväljade fluktuatsioone. Oluliseima avastusena õnnestus kõrgeid elektriväljasid rakendavas eksperimendis näidata esmakordselt väljaemitri tekkimine.