Highlights 2015

Experimentelle Untersuchungen und numerische Modellierung des Divertordetachments in H-Mode Plasmen in ASDEX Upgrade

In zukünftigen Fusionskraftwerken gefährden hohe Leistungsflussdichten auf die Wandmaterialen im Divertor deren Beständigkeit. Nach heutigem Verständnis ist die Ablösung des Plasmas von den Prallplatten des Divertors notwendig sowohl um die Divertorkomponenten thermisch nicht zu überlasten als auch um die Materialerosion vertretbar niedrig zu halten.

Dieser als Detachment bezeichnete Zustand wurde nun erstmals in ASDEX Upgrade in einem vollständig mit Wolfram ausgekleidetem Tokamak in Plasmen in der fusionsrelevanten H-Mode erreicht.

Das gezielte Einbringen von Stickstoff in das Plasma verursacht zusätzliche Linienstrahlung, welche das Divertorplasma kühlt und so Detachment ermöglicht. Die beobachtete Strahlungsverteilung zeigt eine starke Konzentration oberhalb des sog. X-Punkts (s. Abbildung), was auf eine niedrige Temperatur und auf starke parallele Variationen der Plasmaparameter auf geschlossenen Flussflächen hinweist.

Das Detachment wurde mit dem SOLPS-Code erfolgreich modelliert. Mit der Annahme eines erhöhten Transports des Plasmas senkrecht zu den Magnetfeldlinien im Divertor zeigen fast alle experimentelle Messungen gute Übereinstimmung mit der Simulation.

Mit diesen Arbeiten hat Felix Reimold am 08.01.2015 an der TU München promoviert.

Reimold et al., Nuclear Fusion 55 3 (2015) 033004
Reimold et al., Journal of Nuclear Materials Submitted (2015)