Stoß-Strahlungsmodell für eine präzisere Ermittlung von Plasmaparametern aus der Heliumstrahldiagnostik
Mit einer Heliumstrahl-Diagnostik können lokale Elektrondichte und –temperatur am Plasmarand mit hoher raumzeitlicher Auflösung gemessen werden. Dazu wird Helium als thermischer Strahl injiziert, und die aus der Wechselwirkung mit dem Plasma resultierende Lichtemission mit Hilfe eines Stoß-Strahlungsmodells ausgewertet.
![Temperatur- und Dichteprofile erstellt durch das neue („dynamic model“) und alte Modell („static model“) im Vergleich. Für den Dichtevergleich wurde die Lithiumstrahldiagnostik hinzugenommen. Besonders in der Temperatur sieht man einen signifikanten Unterschied zwischen den Modellen, wobei die neue Auswertung auch dem erwarteten physikalischen Verhalten entspricht.](/5240850/original-1647261105.jpg?t=eyJ3aWR0aCI6MjQ2LCJvYmpfaWQiOjUyNDA4NTB9--e92b179ca43f582d59ce580808730fbfdf9b4132)
Aufbauend auf existierenden atomaren Daten haben Wissenschaftler am IPP ein neuartiges Stoß-Strahlungsmodell entwickelt, das die realen Prozesse im Plasma möglichst genau beschreibt. Dieses Modell berücksichtigt die dynamische Zustandsbesetzung der injizierten Heliumatome im Plasma und die Reabsorption von selbstemittierter Strahlung.
Die mit dem Modell ausgewerteten Dichteprofile stimmen mit anderen Diagnostiken überein. Insbesondere die Elektronentemperaturprofile haben sich stark verbessert und zeigen nun nicht mehr einen unphysikalischen Anstieg in Richtung Wand. Somit können nun genauere Temperatur- und Dichteprofile gewonnen werden, welche für physikalische Untersuchungen der Dynamik des Plasmarandes wertvoll sind.
Diese Arbeit wurde kürzlich im Journal Plasma Physics and Controlled Fusion veröffentlicht.
D Wendler et al 2022 Plasma Phys. Control. Fusion 64 045004 https://doi.org/10.1088/1361-6587/ac49f8