Highlights 2013

Forschungsnachrichten aus dem Bereich Plasmarand und Wand

H-mode-Dichtelimit, M. Bernert

Nov 2013

Zukünftige Fusionsreaktoren werden voraussichtlich in der H-mode (high confinement mode) betrieben. Um die produzierte Fusionsleistung zu erhöhen, ist es wünschenswert, die Dichte des Plasmas in der H-mode zu maximieren. Dies ist jedoch durch das sogenannte H-mode-Dichtelimit begrenzt.

Klassifizierung des H-mode-Dichtelimits in 4 Phasen, hier die Messungen der Energie und der Dichte des Plasmas



Das H-mode-Dichtelimit wurde nun am Tokamak ASDEX Upgrade am IPP Garching erforscht. Es wurden vier Phasen des Zusammenbruchs der H-mode identifiziert, die unterschiedlichen Einfluss auf den Energieinhalt und den Dichteanstieg des Plasmas haben. Diese Phasen sind eine normale H-mode (grün) gefolgt von einer degradierenden H-mode (gelb). Die Phase des Zusammenbruchs der H-mode (rot) führt schließlich zu der L-mode (low confinement mode) (blau).  Anhand dieser Klassifizierung wurde eine Erklärung des H-mode-Dichtelimits gefunden, die auch mit den Beobachtungen früherer Experimente übereinstimmt. Die Erklärung basiert auf der Kopplung zweier Effekte: Einem erhöhten Wärmetransport am Rand des Plasmas und der Ionisation des neutralen Gases außerhalb des eingeschlossenen Plasmas.

Versuche an anderen Tokamaks, wie zum Beispiel dem derzeit größten Tokamak JET in Culham bei Oxford, werden nun mit der neu gefundenen Methode analysiert um dadurch Rückschlüsse für ITER und weitere zukünftige Tokamaks ziehen zu können.

Mit dieser Arbeit hat Matthias Bernert am 23.10.2013 an der LMU München promoviert.

http://edoc.ub.uni-muenchen.de/16262/

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