Tokamak
Plasmaentladungen
Vor der Entladung herrscht im Plasmagefäß ein Hochvakuum von
10-8 Millibar. Zunächst wird das äußere Magnetfeld
aufgebaut sowie der Strom in der Transformatorspule hochgefahren. Kurz
vor Beginn der Entladung wird Wasserstoffgas in das Gefäß eingelassen,
der Druck steigt auf einige 10-5 Millibar. Anschließend
wird der Transformator entladen, d.h. der Strom langsam heruntergefahren.
So wird eine Umfangsspannung von etwa 10 Volt induziert, die die Entladung
startet: Das Wasserstoffgas wird ionisiert – es verwandelt sich in ein
Plasma, das durch feedback-kontrollierte Regelung von Plasmalage, Plasmaquerschnitt
und Plasmastrom aufgebaut wird. Angepasst an den Stromanstieg wird
die Plasmadichte durch Gaseinlass auf den gewünschten Wert gebracht.
Mit Beginn der Plasmaheizung laufen in dem nun erreichten Zustand mit
konstantem Plasmastrom die eigentlichen Experimente ab. Das Plasma erreicht Temperaturen von 100 bis 200 Millionen Grad.
Das Ende der Entladung ist bestimmt durch den Transformator, der den Plasmastrom treibt. Ist dort das Stromminimum erreicht, ist keine weitere Flussänderung mehr möglich: der Strom im Plasma nimmt langsam ab.
Das Ende der Entladung ist bestimmt durch den Transformator, der den Plasmastrom treibt. Ist dort das Stromminimum erreicht, ist keine weitere Flussänderung mehr möglich: der Strom im Plasma nimmt langsam ab.
Ablauf einer typischen Tokamakentladung:
gezeigt ist die zeitliche Entwicklung von Transformatorstrom, Umfangsspannung,
Plasmastrom, Plasmadichte, Plasmaheizung, Energieinhalt und Plasmatemperatur.
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