Plasmaturbulenz und turbulenter Transport

Turbulenzforschung ist ein Querschnittsthema, bei dem fundamentale Mechanismen der Turbulenz sowie quasi-kohärente Moden und ihr Einfluss auf den Transport untersucht werden.

Turbulente Prozesse sind die hauptsächliche Ursache für den in Fusionsplasmen beobachteten Teilchen- und Energietransport aus dem Plasma. Die Gruppe untersucht die fundamentalen turbulenten Mechanismen sowie ihren Einfluss auf die Plasmaparameter und die Parameterabhängigkeiten des Energieeinschlusses. Zur Diagnostik von Dichtefluktuationen, Profilen und Strömungsgeschwindigkeiten vom Plasmarand bis zum Zentrum werden hauptsächlich Mikrowellenreflektometer eingesetzt. Bei der Interpretation der Messdaten spielen moderne gyrokinetische Turbulenzcodes eine wichtige Rolle. Die Gruppe bildet den Kern des Virtuellen Helmholtz-Instituts  “Plasma Dynamical Processes and Turbulence Studies using Advanced Microwave Diagnostics”.

Die Forschungsthemen sind:

  • Der Zusammenhang zwischen den mikroskopischen Eigenschaften der Turbulenz und dem globalen Einschlussverhalten von Fusionsplasmen.
  • Der Vergleich der Mikrostruktur der turbulenten Fluktuationen mit Simulationsrechnungen aus gyrokinetischen Codes.
  • Die Wechselwirkung zwischen Mikroturbulenz und Gleichgewichts- sowie turbulent getriebenen Scherströmungen und die Bedeutung für die Entwicklung von Transportbarrieren.
  • Die Struktur von geodätisch-akustischen Moden (GAM) und ihr Einfluss auf das globale Einschlussverhalten von Fusionsplasmen.
  • Poloidale Asymmetrien in der Struktur und dem Auftreten von turbulenten Fluktuationen.
  • Die Interpretation von Mikrowellenmessungen mittels Codes zur Simulation von elektromagnetischen Wellen in turbulenten Plasmen.
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