Browsing by Author "Meskat, John Patrick"

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Open Access
Untersuchung der Struktur und Dynamik magnetischer Inseln im Tokamak ASDEX Upgrade
(2001) Meskat, John Patrick; Zohm, Hartmut (Prof. Dr.)
Neoklassische Tearing Moden begrenzen das maximale beta in magnetisch eingeschlossenen Fusionsplasmen. In dieser Arbeit werden die Struktur und Dynamik von Tearing Moden und magnetischen Inseln in ASDEX Upgrade theoretisch und experimentell untersucht. Die magnetische Struktur wird mit realistischen helikalen magnetischen Flüssen modelliert. Als Störfluß dient eine analytische Anpassungsfunktion an Lösungen der Tearing-Mode-Gleichung. Das resultierende Temperaturprofil kann mit der Wärmeleitungsgleichung numerisch modelliert werden. Die parallele Spitzerwärmeleitfähigkeit muß in dieser Arbeit um zwei Größenordnungen reduziert werden, da die freie Weglänge groß gegen die Gradientenlänge ist ("heat flux limit"). Das modellierte Temperaturprofil ist innerhalb der Insel flach mit Ausnahme der Wärmeleitungszone um die Separatrix. Das Profil wird mit ECE experimentell beobachtet und zeigt nicht modellierbare Substrukturen innerhalb der Insel. Eine modellgestützte Analyse der Magnetfeldstruktur zeigt, wie theoretisch erwartet, 6-8cm breite asymmetrische Inseln. Die Dynamik neoklassischer Tearing Moden wird mit einer Anpassung der verallgemeinerten Rutherfordgleichung an die experimentell beobachtete Inselbreiteentwicklung (Mirnov und ECE) untersucht. Aufgrund der Reduktion der Wärmeleitfähigkeit kann die unvollständige Temperatur- und Druckprofilabflachung in kleinen Inseln nicht im Bootstrapeffekt vernachlässigt werden und ist mit der Skalierung von beta mit dem poloidalen Ionenlarmorradius vereinbar. Es kann ein Bereich von Kombinationen der freien Parameter der Rutherfordgleichung bestimmt werden, die Anpassungen an die Dynamik aller beobachteter Inseln ermöglichen.