Stellarator-Dynamik und -Transport

Dynamische Phänomene in  Plasmen haben grundsätzlich einen raum-zeitlichen Charakter, was aufwändige, oft sogar bildgebende plasmadiagnostische Instrumente erfordert. Der Bereich entwickelt und betreibt diese Instrumente am Stellarator Wendelstein 7-X und führt die Interpretation der Messdaten mit modellbasierten und statistischen Analysemethoden durch. Eng damit verbunden sind wesentliche Elemente des Plasmatransportes für die Teilchen im Plasma und die Plasmaenergie, was unmittelbar die Zielparameter bestimmt.

Die Gruppe ist auf vier Fachgruppen aufgeteilt:

Magnetohydrodynamik

Es werden die physikalischen Eigenschaften des Plasmagleichgewichts und Plasmainstabilitäten auf großen Längen- und Zeitskalen untersucht. Dazu gehört auch die Untersuchung von sogenannten Alfvén-Eigenmoden, elektromagnetische Wellen, die zum Beispiel von schnellen Ionen angeregt werden können.  

Transport, Verunreinigungen und Strahlung

Untersuchungsgegenstand ist hier der Teilchentransport, vor allem die Quellen und der Transport von Verunreinigungsteilchen, die für einen erheblichen Teil der Plasmastrahlung verantwortlich sind und damit in die Energiebilanz des Plasmas wesentlich eingehen.

Turbulenz

Es werden von Druckgradienten getriebene Plasmainstabilitäten auf kurzen Längen- und Zeitskalen (Mikroinstabilitäten) untersucht. Diese Instabilitäten entwickeln sich stark nichtlinear und treten in ihrer Konsequenz als Plasmaturbulenz auf. Plasmaturbulenz bestimmt dominant den Transport von Plasmateilchen und -energie.

Diagnostiktechnik

Hier wird die technische Expertise für die plasmadiagnostischen Systeme gebündelt und den wissenschaftlichen Fachgruppen des Bereiches verfügbar gemacht. Die Entwicklung wissenschaftlicher Instrumente reicht von der Konzeption über Konstruktion bis hin zur Fertigung, Erprobung und Einbau.