Aktive Linienspektroskopie am thermischen Heliumstrahl an ASDEX Upgrade

Die neue thermische Heliumstrahldiagnostik ermöglicht räumlich und zeitlich hochaufgelöste Messungen der Elektronentemperatur und –dichte in der Plasmarandschicht von ASDEX Upgrade.

Die Randschicht magnetisch eingeschlossener Fusionsplasmen ist von zentraler Bedeutung für das gesamte Plasma. Um die Transportprozesse in diesem Bereich besser untersuchen zu können, wurde eine thermische Heliumstrahldiagnostik an ASDEX Upgrade installiert. Hierbei wird lokal injiziertes Helium durch Stöße mit den Plasmaelektronen angeregt, was zur Emission von Linienstrahlung führt. Dieser Prozess kann durch Stoß-Strahlungs-Modelle beschrieben werden, welche die Rekonstruktion der zugrundeliegenden Elektronendichte und –temperatur aus gemessenen Linienintensitätsverhältnissen erlauben. Zur Messung der Linienstrahlung wurde ein neues Vier-Farben-Messsystem entwickelt, welches auf Filter-Photomultipliern basiert. 

Dieses erlaubt die simultane Bestimmung der Elektronendichte und –temperatur mit hoher  räumlicher (3mm) und zeitlicher (900 kHz) Auflösung. Zum ersten Mal ist damit die Bestimmung der Plasmaparameter innerhalb einzelner turbulenter Strukturen möglich.

Mit dieser Arbeit hat Michael Griener am 19.07.2018 an der TUM promoviert.

Details zur Diagnostik sind zu finden in:
Doktorarbeit Griener,
Review of Scientific Instruments 2017,
Plasma Physics and Controlled Fusion 2018,
Review of Scientific Instruments 2018