Paar Plasma Fallen

Da die Eigenschaften des Plasmas meist direkt mit der Topologie des Magnetfeldes zusammenhängen, bietet der Vergleich von unterschiedlichen Konfigurationen eine bedeutende Ergänzung zu den Erkenntnissen, die wir mit jedem Experiment für sich gewinnen können. Sowohl der Dipol, wie auch der Stellarator haben gezeigt, dass sie nicht-neutrale wie auch quasi-neutrale Plasmen einschließen, ohne dabei auf interne Plasma Ströme angewiesen zu sein. Beide Konzepte werden in Labortisch-größe mit supraleitenden Spulen für den Einschluss des Elektronen-Positronen Plasmas umgesetzt.

Schwebender Dipol: Für magnetische Dipolfelder gibt es zahlreiche natürlich vorkommende Beispiele, von magnetisierten Mineralien über Planeten wie die Erde bis hin zu Stellaren Objekten. Im Labor können wir magnetische Feldlinien erzeugen die keine Oberfläche durchdringen, indem wir eine supraleitende Spule zum Schweben bringen. Die Spule befindet sich in einer Vakuumkammer und wird über eine gekoppelte „Heber Spule“ in der Schwebe gehalten. Das Dipolfeld ist ausschließlich poloidal mit kurzen Verbindungslängen und zwei Polen, die eine magnetische Flasche bilden. Die Krümmungen und die Gradienten des Magnetfelds sorgen für einen toroidalen Drift der Teilchen entlang der Kontouren konstanten magnetischen Flusses.

Optimierter Stellarator:  Das Feld des Stellarators ist vorrangig toroidal, besitzt aber auch eine poloidale Komponente, was in einer Verdrillung um den Torus herum resultiert, die alleine durch die externen Spulen zustande kommt. Das Design der Spulen, das magnetische Feld das sie erzeugen, die Eigenschaften des Plasmas das von diesem Feld eingeschlossen ist und die Ingenieurstechnischen Toleranzen werden in dem anspruchsvollen Prozess der Stellarator Optimierung bestimmt. Dieses aktuelle Forschungsfeld wird von unseren KollaborateurInnen in der Stellarator Theorie des IPP und der „Simons Hidden Symmetries in Fusion Energy Collaboration“ vorangetrieben. Zwar ist die Optimierung eines Stellarators für ein Elektronen-Positronen Plasma nicht mit der Optimierung eines Fusionsplasmas gleichzusetzen, es nutzt jedoch einige der für die Fusion entwickelten Techniken und bietet einen sensiblen Test für die Effektivität der Optimierung.

Ausgewählte Publikationen: