Plasmaentladungen

In einer Stellarator-Experimentieranlage, die wie Wendelstein 7-X mit supraleitenden Magnetspulen ausgerüstet ist, bestimmt allein die Dauer der Heizung die Länge der Entladung. In einem späteren Kraftwerk wird so der Dauerbetrieb möglich.


In einer Stellaratorentladung wird zunächst das Magnetfeld aufgebaut. Es besitzt seine Einschlusseigenschaften – anders als ein Tokamak – bereits ohne Plasma. Wie beim Tokamak wird kurz vor der Entladung Wasserstoffgas in das leere Gefäß eingelassen.

Das Plasma wird jedoch nicht durch Induktion einer Umfangsspannung und daraus folgendem Plasmastrom erzeugt, sondern durch Einstrahlung elektromagnetischer Wellen oder durch Neutralteilcheninjektion. Die Hochfrequenzwellen beschleunigen und heizen die Elektronen im Wasserstoffgas bzw. im entstehenden Plasma, die dann durch Stöße das Gas vollständig ionisieren.

Weil im Unterschied zum Tokamak ein langsamer und kontrollierter Stromaufbau entfällt, ist die Anfangsphase der Entladung nur durch den Dichteaufbau bestimmt. So wird schnell die für die Plasmaexperimente entscheidende Plateauphase erreicht. Allein die Dauer der Heizung bestimmt das Ende der Entladung, was im Prinzip den Dauerbetrieb möglich macht.


<p>Das Plasma wird von einer Videokamera (rechts) und Messapparaturen (links) beob­ach­tet. Während der 30 Sekunden dauernden Entladung zeichnen sie die Heiz­leistung und die vom Plasma abgestrahlte Leistung auf, die Plasmadichte und die Gasnachfüllung, die Temperatur der Plasma-Elektronen, den Energieinhalt des Plasmas und die Temperatur des Divertors (Messkurven von oben).</p>

Plasmaentladung in Wendelstein 7-X

Das Plasma wird von einer Videokamera (rechts) und Messapparaturen (links) beob­ach­tet. Während der 30 Sekunden dauernden Entladung zeichnen sie die Heiz­leistung und die vom Plasma abgestrahlte Leistung auf, die Plasmadichte und die Gasnachfüllung, die Temperatur der Plasma-Elektronen, den Energieinhalt des Plasmas und die Temperatur des Divertors (Messkurven von oben).

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