Experimental study of the zonal-flow dynamics in the magnetised plasmas of the stellarator experiment TJ-K

By Bernhard Schmid

Die Einschlussqualit t von Plasmen in toroidalen Magnetfeldern wird ma geblich durch den turbulenten Transport senkrecht zum Magnetfeld limitiert. Zonalstr mungen sind dabei f r die Fusionsforschung von gro er Bedeutung, da vermutet wird, dass sie mit der Bildung von Transportbarrieren in Zusammenhang stehen. Diese mesoskopischen Scherstr mungen tragen auf Grund ihrer Symmetrie nicht zum turbulenten Transport bei und k nnen durch Verscherung von Wirbeln den radialen Transport unterdr cken. Dabei werden Zonalstr mungen in einem Selbstorganisationsprozess von der umgebenden Plasmaturbulenz generiert indem Wirbel durch die Zonalstr mung verkippt werden, was die Scherstr mung weiter antreibt. Ein Ma f r die Verkippung ist der sogenannte Reynolds-Stress, wobei der radiale Gradient des Flussfl chenmittels die Antriebskraft der Zonalstr mung darstellt. Die Dynamik gleicht dabei einer R uber-Beute-Beziehung, bei der die Driftwellen die Beute f r die Zonalstr mungen sind. In Fusionsexperimenten konnte beim spontanen bergang in ein verbessertes Einschlussregime (H-Mode) ein verst rktes Auftreten von Zonalstr mungen mit den charakteristischen R uber-Beute-Oszillationen nachgewiesen werden. Die Rolle und die genaue Wirkungsweise der Zonalstr mungen bei dieser Bifurkation des Plasmaeinschlusses sind jedoch ungekl rt. Ein tieferes Verst ndnis der Physik der Zonalstr mungen, speziell in komplexen Magnetfeldgeometrien, ist daher w nschenswert. Diese Arbeit besch ftigt sich vorwiegend mit der Untersuchung des Antriebsmechanismus von Zonalstr mungen, im Speziellen mit der Abh ngigkeit von der Magnetfeldgeometrie und dem Einfluss der Kollisionalit t. Dazu wurden Messungen am Stellarator-Experiment TJ-K durchgef hrt, in Plasmen, die dimensional hnlich zu Randplasmen von Fusionsexperimenten sind. Die relativ geringen Plasmatemperaturen erlauben den Einsatz von Langmuir-Sonden im gesamten Einschlussgebiet. Mit einem poloidalen Sonden Array, bestehend aus 128 Sonden mit je 32 Sonden au

• Format: Paperback
• Language: English
• ISBN: 3736999933
• ISBN13: 9783736999930
• Release Date: April 2019
• Publisher: Cuvillier
• Length: 194 Pages
• Weight: 0.52 lbs.
• Dimensions: 0.4" x 5.8" x 8.3"