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Prof. Dr. Per Helander
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Standort Greifswald

Stellaratortheorie

Ziel der Stellaratortheorie ist es, dreidimensionale toroidale Magnetfeldkonfigurationen für den Plasmaeinschluss zu finden, die für ein Fusionskraftwerk geeignet sind, und das Verhalten des Plasmas in ihm zu beschreiben.


Als notwendige Voraussetzung für die Eignung als Fusionskraftwerk werden hinreichend gute Plasmaeigenschaften erachtet, die aus zwei sich ergänzenden theoretischen Beschreibungen resultieren.

Flussflächen von Wendelstein 7-X.
Flussflächen von Wendelstein 7-X.

Dies ist auf der einen Seite die Magnetohydrodynamik (MHD), in deren Rahmen die dreidimensionalen Gleichgewichte und deren Stabilität beschrieben werden (charakterisiert durch ein ausreichend gutes Verhältnis von Plasma- zu Magnetfelddruck). Auf der anderen Seite muss die driftkinetische Beschreibung der Ionen und Elektronen ein gutes stoßbestimmtes Einschlussverhalten des thermischen Plasmas ergeben und auch ein gutes stoßfreies Einschlussverhalten der das Plasma heizenden Alpha-Teilchen in der toroidalen dreidimensionalen Geometrie vorhersagen.

Wendelstein 7-X ist ein wesentlicher Schritt zum Stellaratorkraftwerk, da er hinsichtlich dieser Eigenschaften theoretisch optimiert wurde.

Ein Ziel der Stellaratortheorie ist die Vertiefung obengenannter Theorien dergestalt, dass die entsprechenden Ergebnisse des Experimentes Wendelstein 7-X hinreichend detailliert und quantitativ beschrieben werden.

Die Arbeit der Stellaratortheorie ist fokussiert auf

Untersuchungen von Gleichgewicht und Stabilität

Neoklassischer und turbulenter Transport

Dreidimensionale Randschichtphysik

Heizung, Stromtrieb und Szenarioentwicklung für Wendelstein 7-X

Das Ziel ist einerseits, das grundlegende Wissen über theoretische Stellarator- und Fusionsphysik zu erweitern und andererseits eine detaillierte Modellierung sowie Experimentplanung für den Wendelstein 7-X zur Verfügung zu stellen.

 
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