Transport-Untersuchungen
Die Güte des Plasmaeinschlusses bestimmt wesentlich die Größe, die ein Fusionskraftwerk haben muss, um zu zünden, d.h. das Fusionsplasma allein durch die Fusionsreaktion auf Temperatur zu halten: Je besser die Plasmateilchen eingeschlossen sind, desto kleiner kann das Kraftwerk und desto kostengünstiger der Fusionsstrom sein.
An ASDEX Upgrade werden – in Zusammenarbeit mit anderen Fusionsanlagen – der noch nicht völlig verstandene Transport von Teilchen und Energie aus dem Plasma nach außen untersucht:
- Zusammenhang zwischen den Eigenschaften des Plasmarandes und der Einschlussgüte, zum Beispiel der Aufbau einer wärmeisolierenden Transportbarriere am Plasmarand (H-Regime)
- Untersuchungen des lokalen Transports durch Messung von Transportkoeffizienten: Empirische Skalierungen, Tests von Transportmodellen
- Studien zu "nicht-lokalen" Transporteffekten, z. B. Beeinflussungen des Plasmazentrums durch randnahe Heizung oder Abkühlung durch Verunreinigungsstrahlung
- Plasmaturbulenz
Beispiel: Turbulenter Transport in Tokamakplasmen. MPG-Jahrbuch 2013 - Mitarbeit an internationalen Datenbanken zur Prognose des Einschlusses bei ITER bzw. einem Tokamak-Kraftwerk
Der Einschluss des Plasmas kann wesentlich verbessert werden, wenn es gelingt, den turbulenten radialen Transport zu unterdrücken. Dies gelingt im H-Regime mit einer Transportbarriere am Plasmarand. Im Plasmainnern können sich „interne Transportbarrieren“ ausbilden. An ASDEX Upgrade werden untersucht:
- Physik des Aufbaus interner Transportbarrieren
- Selbsterhaltung der internen Transportbarrieren durch interne Druckgradienten ("Advanced Tokamak")
- Formung des Stromprofils: durch Ausnutzung magneto-hydrodynamischer Instabilitäten oder externen Stromtrieb per Mikrowellen oder Neutralteilcheninjektion