Projectvoorstellen VWO docenten

Projecten FOM - Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen
1 Structuurbepaling van een molecuul met behulp van vrijeelektronenlaser-experimenten en modellering
Type: experimenteel / theoretisch
Wetenschappelijk begeleider: Jos Oomens / Joost Bakker
Groep: Generation and Use of THz Radiation
Illustratie:
Beschrijving: Weergave van het Benzotriazole molecuul, waarvan de precieze structuur nog
onduidelijk is.
Korte beschrijving: De groep Moleculaire Dynamica bestudeerd met behulp van theoretische
modellen en de vrije-elektronenlaser FELIX de structuur van bijzondere moleculen, zoals ionen.
Het doel van het project is om de structuur van een ion experimenteel (met FELIX) en theoretisch
(met DFT berekeningen) in kaart te brengen.
Lange tijd is men het over de structuur van het neutrale benzotriazole-molecuul, waarvoor er
twee isomeren bestaan, niet eens geweest. De eerste experimenten aan het ion laten een
infrarood spectrum zien dat niet overeenkomt met voorlopige berekeningen. Bovendien geven
berekeningen op verschillende theoretische niveaus heel verschillende resultaten. We zoeken
een docent scheikunde met enige ervaring in het uitvoeren van elektronische
structuurberekeningen om dit mysterie op te helderen.
2 Spectroscopisch onderzoek van een waterstofplasma in Pilot-PSI
Type: praktisch / experimenteel
Wetenschappelijk begeleider: Gerard van Rooij
Groep: Experimental Plasma-Surface Interaction
Illustratie:
Beschrijving: Het spectrum van waterstof.
Korte beschijving:
Pilot-PSI is een opstelling om de interactie van een heet plasma met een wand te bestuderen,
wat relevant is voor het internationale kernfusieproject ITER. Een van de meest gebruikte
technieken om plasma te bestuderen is emissiespectroscopie. Het licht wat afkomstig is van een
plasma wordt geanalyseerd met behulp van een spectrometer. De voordelen van
emissiespectroscopie zijn dat het plasma niet wordt beinvloed en dat het gemakkelijk is in
gebruik.
Spectrometers zijn er in verschillende soorten en maten, waarbij de prijs sterk afhankelijk is van
complexiteit en de kwaliteit. Het doel van dit project is het ontwerpen, bouwen, en meten met een
spectrometer die uit eenvoudige basiselementen is samengesteld: een prisma, webcam, en
digitale dataverwerking. De bedoeling is om met de zelf gebouwde spectrometer het plasma te
karakteriseren: wat zegt de relatieve intensiteit over de temperatuur en dichtheid van het plasma
en wat voor recombinatieprocessen vinden er plaats?
3 Kinetische simulaties van colloidale plasma's.
Type: Numeriek/theoretisch
Wetenschappelijk begeleider: Wim Goedheer
Groep: Computational Plasma Physics
Illustratie:
Beschrijving: Voorbeeld van de simulatie van stofdeeltjes in een plasma, die zich in bolschillen
ordenen.
Korte beschrijving: In een plasma krijgen stofdeeltjes met een straal in de orde van enkele
micrometers een grote negatieve lading. De elektrische velden in het plasma houden die deeltjes
vast. Wanneer de dichtheid hoog genoeg is gaan de deeltjes zich onder invloed van hun
afstotende — maar door het plasma afgeschermde — Coulomb wisselwerking ordenen
in een kristalstructuur, analoog aan een colloidaal systeem.
Het doel van het project is om het gedrag van de stofdeeltjes en de thermodynamische aspecten
van het systeem te onderzoeken met behulp van moleculaire dynamica en Monte Carlosimulaties.
4 Het aantonen van de theoretische onmogelijkheid van koude
kernfusie
Type: theoretisch
Wetenschappelijk begeleider: Hugo de Blank
Groep: Computational Plasma Physics
Illustratie:
Beschrijving: Voorkant van TIME magazine van 1989, met een foto van het koude-kernfusie
experiment van Pons en Fleischmann.
Korte beschrijving: Regelmatig duiken er berichten in de media over koude kernfusie, kernfusie
in aceton, kernfusie in bellen, enzovoort. Het doel van dit onderzoek is met een eenvoudig
theoretisch model aan te tonen dat het fundamenteel onmogelijk is om met kernfusie in dat soort
omstandigheden energie op te wekken. Het model beschrijft de limiterende werking van
Bremsstrahlung. Onderdeel van het onderzoek is een korte literatuurstudie met als doel te
achterhalen welke onjuiste denkbeelden hierover in de wetenschappelijke literatuur de ronde
doen. Doel is een publicatie in het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde.