Profil-Diagnostik

Die Arbeitsgruppe entwickelt und betreibt überwiegend Profil-Diagnostiken, mit denen in Wendelstein 7-X die radialen Profile wichtiger Plasmaeigenschaften – d.h. ihr Verlauf vom Zentrum bis zum Rand des Plasmas – gemessen werden.


Es sind dies insbesondere die Profile der Dichte und Temperatur der Elektronen im Plasma, die Temperatur der Wasserstoffionen, die Verteilung von Verunreinigungen und das sich einstellende radiale elektrische Feld.

Für die erste Experimentphase (OP1.1) werden dazu folgende Diagnostiken vorbereitet und getestet:

  • die Laser-Interferometrie zur kontinuierlichen Messung der mittleren Elektronendichte – auch um diese regeln zu können
  • die Thomson-Streuung, mit der aus dem Licht, das entlang eines gepulsten Laserstrahls an den Plasma-Elektronen gestreut wird, die lokale Elektronendichte und -temperatur bestimmt werden
  • die Elektronen-Zyklotron-Emissions-Diagnostik (ECE), die anhand der Intensität der Mikrowellen, die von den um die Magnetfeldlinien gyrierenden Elektronen emittiert werden, deren Strahlungstemperatur bestimmt
  • In abbildenden Röntgenspektrometern wird die Emission der von Verunreinigungen des Plasmas emittierten Röntgenstrahlung und ihre Verteilung im Plasma genutzt, um Aussagen über die Dichte der Verunreinigungen und die Temperatur der sie anregenden Elektronen zu gewinnen.
  • geeichte Neutronenzähler protokollieren die – in der ersten Experimentphase sehr geringe – Erzeugung von Fusionsneutronen


Darüber hinaus wird in Zusammenarbeit mit der Universität Canberra an der Entwicklung von abbildenden spektroskopischen Diagnostikverfahren gearbeitet.

Für die zweite Experimentphase (OP1.2) sind weitere Diagnostiken in Vorbereitung:

Die Form des Dichteprofils soll dann kontinuierlich mit der Viel-Kanal-Interferometrie verfolgt und der Randbereich des Profils mit den Radar-Methoden der Mikrowellen-Reflektometrie vermessen werden.

Der Diagnostik-Injektor injiziert einen vergleichsweise gebündelten Strahl von schnellen Wasserstoffatomen in das Plasma. Deren Wechselwirkung mit dem Plasma wird einerseits beobachtet mit der Ladungsaustausch-Spektroskopie, die daraus die lokale Ionen-Temperatur sowie elektrische Felder bestimmt, und andererseits mit Neutralteilchen-Analysatoren, welche die Energieverteilung der durch den Injektor aus dem Plasma geschleuderten Wasserstoff-Teilchen messen.

 
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