WEGA
Technische Daten der Anlage
Das Plasmagefäss von WEGA ist ein aus Edelstahl gefertigter Torus mit einem großen Radius von R = 72 cm und einem kleinen Radius r = 19 cm. Durch einhundert Öffnungen kann Vakuum erzeugt und Gas eingelassen werden, außerdem geben sie Zugang für die Mikrowellenheizung und verschiedene Diagnostiken.
Das Magnetfeldspulensystem besteht aus vier verschiedenen Spulentypen, mit deren Hilfe die magnetische Konfiguration in weiten Bereichen variierbar ist. Im Einzelnen besteht es aus 40 Toroidalfeldspulen zur Erzeugung des Hauptfeldes, zwei helikalen Feldspulen mit fünffacher toroidaler Periodizität zum Verdrillen der magnetischen Feldlinien, zwei Paar Vertikalfeldspulen zur radialen Positionierung des Plasmas im Gefäß sowie einer Feldfehlerkompensationsspule zur Beeinflussung von Asymmetrien im Magnetfeld.
Bei niedrigen Feldstärken ist stationärer Betrieb möglich; höhere Felder von 0,5 Tesla erlauben noch einen quasistationärer Betrieb von rund 15 Sekunden. Der Plasmaradius zeigt eine starke Abhängigkeit von der Magnetfeldkonfiguration und beträgt maximal a = 11 cm; das Plasmavolumen beläuft sich damit auf 0,16 m3. Als Arbeitgase kommen Helium, Argon und Wasserstoff zum Einsatz.
Die Plasmen werden mit Hilfe von Mikrowellenheizsystemen bei einer Frequenz von 2,45 und 28 GHz mit einer Gesamtleistung von 26 kW bzw. 10 kW erzeugt. Die dabei erreichte Temperatur der Elektronen liegt bei etwa 10 bis 50 eV, die der Ionen bei 1 bis 5 eV. Die Plasmen sind nicht voll durchionisiert, die erreichte Plasmadichte liegt typischerweise in der Größenordnung von 1017 bis 1018 m-3. Mittels Mikrowellenheizung lassen sich so genannte überdichte Plasmen erzeugen mit Dichten über 1019 m-3.