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Plasmaheizung

Bis zur Zündung muss das Plasma von außen geheizt werden. Dafür stehen unterschiedliche Methoden zur Verfügung.


Die Stromheizung

Wird ein elektrischer Strom durch das elektrisch leitfähige Plasma geschickt, erzeugt er – wie in einer Kochplatte – über den Widerstand Wärme im Plasma. Da der Widerstand des Plasmas mit zunehmender Temperatur abnimmt, ist diese Methode nur zur Anfangsheizung geeignet.


Die Stromheizung schematisch dargestellt Bild vergrößern
Die Stromheizung schematisch dargestellt




Die Hochfrequenzheizung – Prinzip "Mikrowellenherd"

Strahlt man elektromagnetische Wellen geeigneter Frequenz in das Plasma ein, dann nehmen die Plasmateilchen Energie aus dem Feld der Welle auf und geben sie über Stöße an die anderen Teilchen weiter. Geeignete Resonanzen bieten die Kreisbewegungen der Ionen und Elektronen um die Magnetfeldlinien. Die Kreisfrequenz der Ionen liegt zwischen 10 und 100 Megahertz, die der leichteren Elektronen zwischen 60 und 150 Gigahertz.


Die Hochfrequenzheizung Bild vergrößern
Die Hochfrequenzheizung


 


Die Neutralteilchenheizung

Teilchen hoher Bewegungsenergie, die in das Plasma hineingeschossen werden, geben über Stöße ihre Energie an die Plasmateilchen ab und heizen sie auf: In einem Neutralteilchen-Injektor werden die Ionen zunächst in einer Ionenquelle erzeugt und dann durch ein elektrisches Feld beschleunigt. Damit die schnellen Ionen ungehindert durch den Magnetfeldkäfig in das Plasma eindringen können, müssen sie zuvor wieder neutralisiert werden.

Die neutralisierten Teilchen schießen in das Plasma hinein und geben über Stöße ihre Energie an die Plasmateilchen ab. (Zur Entwicklung der Neutralteilchenheizung für ITER >>)


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Die Neutralteilchenheizung
 
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