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Version vom 01.02.2009
INSTITUT FÜR PLASMAFORSCHUNG
UNIVERSITÄT STUTTGART
Direktor: Prof. Dr. Ulrich Stroth
Physikalisches Hauptseminar
Pfaffenwaldring 31, IPF-Bibliothek, Raum 4.405
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Selbstorganisierte Strukturen in dielektrischen
Barrierenentladungen
Gliederungsvorschlag
1. Townsend-Zündmechanismus
2. Wechselstromentladungen
3. Selbstorganisierte Strukturen
Literatur:
Yu. Raizer, Gas Discharge Physics, Springer 1991
U. Stroth, Einführung in die Plasmaphysik
W. Breazeal et al., Physical Review E, vol 52, 1503–1515 (1995)
L. Stollenwerk et al., European Physical Journal D, 44(1), 133–139 (2007)
1
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Oberflächenladungsmessungen in Gasentladungssystemen
1. Prinzip des optischen Messverfahrens
2. Anwendung in verschiedenen Entladungssystemen
Literatur:
A. Yariv, Quantum electronics, Wiley & Sons
F. Gégot et al., J. Phys. D 41,135204 (2008)
T. Kawasaki et al., Journal of Applied Physics 76(6), 3724–3729 (1994)
T. Sakurai, Japanese Journal of Applied Physics 46(6A), 3596–3601 (2007)
L. Stollenwerk et al., Physical Review Letters 98(25), 255001 (2007)
2
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Magnetischer Plasmaeinschluss: Tokamaks und Stellaratoren
1. Der einfach magnetisierte Torus
2. Magnetfeldkonfiguration eines Tokamaks; • Magnetische Flächen • Rotationstransformation • Plasmastrom • Pfirsch-Schlüter-Strom • Rationale
Flächen • Magnetische Inseln • Divertor
3. Magnetfeldkonfiguration Stellaratoren: • Rotationstransformation ohne Plasmastrom • Stellaratortypen • Symmetrien
4. Beispiel für Experimente • ASDEX Upgrade • JET • LHD • W7-X
Literatur:
Wesson, Tokamaks, 3rd Edition, Clarendon Press, Oxford, 2004, Ch. 11,12
U. Schumacher, Fusionsforschung, Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 1993
U. Stroth, Einführung in die Plasmaphysik, Vorlesungsskript, Stuttgart 2007, Kap. 9,10
L. Spitzer, The Stellarator Concept, Phys. Fluids, 1(1958)253
F. Wagner, Ch. 7 in Plasma Physics, Lect. Notes Phys., Springer, Ed. A. Dinklage, Berlin
Internetseiten:
Z. B.
www.lhd.nifs.ac.jp/en/
www.jet.efda.org/pages/jet.html
www.ipp.mpg.de/ippcms/de/pr/exptypen/stellarator/index.html
www.ipp.mpg.de/ippcms/de/for/projekte/w7x
fusion.gat.com/global/DIII-D
www.pppl.gov/projects/pages/ncsx.html
3
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Der Fusionsreaktor ITER
1. Anforderungen • nT τ • Skalierung • Lawson-Kriterium
2. Limitierende Elemente: • Supraleiter • β-Grenze • Dichte-Grenze
3. Projektierte Plasmaparameter und Aufbau
Literatur:
R. Aymar, Fus. Eng. Design 55(2001)107
Wesson, Tokamaks, 3rd Edition, Clarendon Press, Oxford, 2004, Ch. 13
A. Dinklage (Ed.), Plasma Physics, Lect. Notes Phys., Springer, Berlin, 2005, Ch. 18
M. Shinada et al., Nucl. Fusion 47(2007)S1
4
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Intermittenz im turbulenten Transport von
Fusionsrandplasmen
1. Mechanismus der Austauschinstabilität
2. Turbulenter Transport
3. Dynamik beim Rand/SOL-Übergang, Plasmaströmung, radiales elektrisches
Feld
4. Experimentelle Untersuchungen zur Dynamik von Blobs in Fusionsplasmen
Literatur:
U. Stroth, Vorlesungsskript
S.J. Zweben et al.,Plasma Phys. Control. Fusion 49 S1-S23 (2007)
T. Windisch et al Contrib. Plasma Phys. 48 58-62 (2008)
Y. H. Xu et al., Plasma Phys. Control. Fusion 47(10), 1841 (2005)
5
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Neoklassiche Tearing Moden in Tokamaks
1. Was sind NTMs (Entstehung, Struktur)?
2. Warum sind sie unerwünscht?
3. Unterdrückung von NTMs mittels Stromtrieb
4. Anforderungen an ECRH (Modulation, Umschalten zwischen 2 Antennen,
Beam Steering)
Literatur:
S. Günter et al.: “Neoclassical tearing modes on ASDEX Upgrade: improved scaling laws,
high confinement at high βN and new stabilization experiments” Nucl. Fusion 43 (2003)
161–167
H. Zohm et al: “Neoclassical tearing modes and their stabilization by electron cyclotron
current drive in ASDEX Upgrade”, Physics of Plasmas, Vol. 8, No. 5, May 2001, 2009–2016
6
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Laserplasmen als Teilchenbeschleuniger
1. Wechselwirkung intensiver ultrakurzer Laser mit Materie
2. Femtosekunden-Laser
3. Wechselwirkungsmechanismen
4. Relativistisches Laserplasma
5. Teilchenbeschleunigung in lasererzeugten Plasmen
6. Erzeugung höherer Harmonischer
7. Beschleuniger- und kernphysikalische Anwendungen
Literatur:
R. Sauerbrey, Phys. Plasmas 3, 4712 (1996)
P. Mora, Phys. Rev. Lett. 90(18)185002 (2003)
V. Malka et al., Nature Physics 4, 447 (2008)
L. Robson et al. Nature Physics 3 58 (2007)
7
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Elektron-Zyklotron-Resonanz-Heizung von Fusionsplasmen
mit hohen Elektronendichten
1. kKurzer Überblick über Wellenausbreitung im Bereich der ElektronZyklotron-Frequenz, Cut-offs und Resonanzen
2. (Bernstein-Wellen, O-X-B-Konversion)
3. Absorption von Elektron-Zyklotronwellen, 2. Harmonische der ordentlichen
Welle (O2-Mode), 3. Harmonische der außerordentlichen Welle (X3-Mode),
(und Bernstein-Wellen)
4. Technische Aspekte für die Heizung mit der O2- und der X3-Mode (und
Bernstein-Wellen), z.B. Entwicklungen für TCV, W7-X und ASDEX-Upgrade
5. Experimentelle Ergebnisse von TCV und ASDEX-Upgrade
Literatur:
T. H. Stix, Waves in plasmas, American Institute of Physics, 1992.
V. Erckmann and U. Gasparino, Electron cyclotron resonance heating and current drive in
toroidal fusion plasmas, Plasma Phys. Control. Fusion 36, 1869 (1994).
M. Bornatici, R. Cano, O. D. Barbieri and F. Engelmann, Electron cyclotron emission and
absorption in fusion plasmas, Nucl. Fusion 9, 1153 (1983).
V. Erckmann et al., Electron cyclotron heating for W7-X: Physics and Technology. Fusion
Sci. Tech. 52 (2007) und enthaltene Zitate
G. Arnoux et al., Absorption properties of X3 top-launch ECH on TCV, Proc. of EC-13,
www.ec13.iapras.ru/papers/arnoux.pdf
H. Höhnle et al., O2 and X3 heating on ASDEX Upgrade, Proc. of EPS 2009
8
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Mikrowellen-Reflektometrie
1. Historischer Überblick
2. Messung von Dichteprofilen in der Ionosphäre und in Fusionsplasmen
3. Messung von turbulenten Dichtefluktuationen
4. Geschwindigkeitsmessung von Plasmarotation unter Anwendung des
Doppler-Effekts
Literatur:
G. W. Prölss: Physik des erdnahen Weltraums, Springer (am Institut vorhanden)
G. Conway: Nucl. Fusion 46 (2006) S665 – S669
und weitere aktuelle Tagungsbände
9
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Kollektive Thomsonstreuung zur Messung der
Geschwindigkeitsverteilung von schnellen Ionen in
Fusionsplasmen
1. Schnelle Ionen in Fusionsplasmen(alpha-Teilchen aus Fusionsreaktionen,
Wasserstoffionen aus Plasmaheizung): Übersicht, Einschluss und Thermalisierung
2. Einführung in die Thomsonstreuung an Fluktuationen der Elektronendichte,
insbesondere kollektive Fluktuationen zur Ermittlung von Ionenparametern
3. Experimentelle Aspekte der kollektiven Thomsonstreuung: Streuquerschnitt,
Streuleistung, Strahlungsquellen, Empfangssystem
4. CTS-Experimente an Fusionsplasmen, Beispiel TEXTOR
5. Mögliche Anwendung am internationalen Tokamak-Experiment ITER
Literatur:
J. Wesson. Tokamaks, second edition. Clarendon press - Oxford, 1997.
I.H. Hutchinson. Principles of plasma diagnostics. Cambridge University Press,1987.
S. D. Pinches et al., The role of energetic particles in fusion plasmas. Plasma Phys. Control.
Fusion, 46:B187 – B200, 2004.
J. Sheffield. Plasma Scattering of Electromagnetic Radiation. Academic Press,1975.
P. Woskow. Overview of high power CTS experiments in magnetically confined plasmas.
Proc. of 12th Laser aided plasma diagnostics, MIT report (PSFC/JA-05-24), 2005.
S.K. Nielsen, Fast ion dynamics in TEXTOR plasmas measured by means of collective Thomson scattering (CTS) PhD thesis, Danmarks Tekniske Universitet, 2007
H. Bindslev, et al., Fast-ion dynamics in TEXTOR measured by collective Thomson scattering. Physical Review Letters, 97:205005-1-2005005-4, 2006.
H. Bindslev, et al., ITER fast ion collective Thomson scattering-feasibility study, report,
EFDA contract 01.654, 2003.
10
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Mikrowellenplasmen für die Plasmatechnologie
1. Plasmaphysik der mikrowellenbasierten Plasmen vom Niederdruck über den
atmosphärennahen bis zum Normaldruck.
2. Bauweise der Mikrowellenplasmaquellen: Funktion, Eigenschaften, Einsatzbereiche.
3. Typische Anwendungen für mikrowellenbasierte Plasmaquellen.
Literatur:
M. Moisan, J. Pelletier: Microwave Excited Plasmas
G. Janzen, Plasmatechnik: Grundlagen, Anwendungen, Diagnostik
11
Datum n.V.
Sprecher
spricht zum Thema
Plasmatechnologische Prozesse in der Solarzellenherstellung
1. Beschreibung der Solarzellenarten: Physik der Solarzellen, Eigenschaften, Potentiale.
2. Herstellung der aussichtsreichsten Solarzellentypen: Wo sind plasmabasierte
Prozesse im Einsatz.
3. Darstellung der Plasmaprozesse: Plasmageneration.
Literatur:
S.R. Jadkar et al., Solar Energy Materials & Solar Cells 91,714–720 (2007)
R.G. Sharafutdinov et al.,Solar Energy Materials & Solar Cells 89,99–111 (2005)
Purabi Gogoi et al.,Solar Energy Materials & Solar Cells 91,1253–1257 (2007)
FVS-Zeitschriften
G. Janzen: Plasmatechnik. Grundlagen. Anwendungen. Diagnostik
12

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