Einfluß magnetischer Störfelder auf den Wärmetransport in der Randschicht eines Tokamaks
Um in zukünftigen Fusionsanlagen randlokalisierte Instabilitäten zu kontrollieren, wird derzeit der Einsatz von dreidimensionalen (3D) magnetischen Störfeldern diskutiert. Wie diese Störfelder den Teilchen- und Wärmetransport in der Randschicht des Plasmas beeinflussen wurde nun im Rahmen einer Doktorarbeit am IPP untersucht.
Dabei wurde der Wärmefluss auf die Divertorprallplatten in Experimenten mit Störspulen in ASDEX Upgrade mittels Thermographie gemessen und mit numerischen Vorhersagen eines 3D Transportsimulationscodes (EMC3-EIRENE) verglichen. Insbesondere wurde untersucht, ob mit Störfeldern der Wärmefluss besser auf den Divertorprallplatten verteilt wird. Experimentell konnte entgegen den Erwartungen in ASDEX Upgrade jedoch kein Effekt des Störfeldes auf den toroidal gemittelte Wärmefluss gemessen werden. Im Rahmen der Arbeit wurden diese Ergebnisse nun besser verstanden und deren Bedeutung für ITER diskutiert. Auch wenn eine Vorhersage für ITER schwierig bleibt und mit großen Unsicherheiten verbunden ist, darf man dort auf einen größeren Effekt hoffen.
Weiters wurde untersucht ob die Störfelder zu einer ungleichmäßigen toroidalen Wärmeflussverteilung auf dem Divertor führen. Dies wurde in der Arbeit jedoch im Hinblick auf ITER als unwahrscheinlich bezeichnet, da für typischen Plasmabedingungen im Divertor diffusive Prozesse der Asymmetrie des Wärmeflusses entgegenwirken.