Published 2012 | Version v1
Miscellaneous

Investigations of transport in the scrape-off layer of a tokamak

Description

In the first chapters of thesis I am going to show the importance of research of civil use of fusion energy. Then I will give a short introduction in fusion physics and plasma physics, because the method of fusion used here (Tokamak) is based on plasma physics. After that I am going to present a more detailed picture of a state of the art tokamak and its heating systems. Different confinement modes (low confinement mode and high confinement mode - H-mode and L-Mode) will also be explained. And the most important instability in the high confinement mode (the Edge Localize modes or ELMs) will be discussed. Later on I will give an introduction to plasma diagnostics and probe physics. After this general part I will show details on our measurement system and explain the physics and abilities of our probe head. And show how it can survive temperatures up to several tens or hundreds of thousands degrees. In the next chapters some more direct measurements (like density and poloidal rotation measurements) will be presented. After this the radial transport of poloidal momentum will be defined and will be shown and discussed in detail during different operational modes (L-modes and H-modes) and time intervals (ELM and inter ELM intervals). Various statistical methods (like PDF generation, classical and robust statistical moments) will be applied on the momentum transport. In the end the given results will be interpreted and an outlook for further experiments will be given. (author)

Availability note (English)

Available from Library of the University of Innsbruck, Innrain 50, 6020 Innsbruck (AT)

Abstract (German)

Im ersten Kapitel dieser Arbeit werde ich zeigen, warum die zivile Nutzung von Fusionsenergie wichtig für unsere Zukunft ist. Im Folgenden werde ich eine kurze Einführung in die Fusions- und Plasmaphysik geben, da die verwendeten Fusionsmaschinen (Tokamaks) auf Plasmaphysik basieren. Anschließend werde ich eine detailliertere Beschreibung eines modernen Tokamaks und seiner Heizsysteme vorlegen. Auch die unterschiedlichen Einschlussszenarien, wie H-mode und L-mode werden diskutiert. Im Folgenden werden die wichtigsten Instabilitäten (Edge localised modes (Randschichtmoden) erklärt und klassifiziert. Abschließend für diesen allgemeinen Teil werde ich noch eine Einführung in Plasmadiagnostik (im speziellen Sondendiagnostik) geben. Anschließend werde ich unser Messsystem im Detail beschreiben und die zu Grunde liegende Physik und die Möglichkeiten unseres Sondenkopfes diskutieren, und zeigen wie er mehrere Zehn- bis Hunderttausende Grad überstehen kann. Im nächsten Kapitel werden direktere Messungen wie etwa Plasmadichte und poloidale Rotation präsentiert. Der wichtigste Teil wird die Definition und Messung des radialen Transportes von poloidalem Impuls sein. Messungen während H- und L-Mode so wie während und zwischen ELMs werden präsentiert und im Detail analysiert. Verschiedene statistische Methoden wie etwa Wahrscheinlichkeitsdichte sowie klassische und robuste statistische Momente werden benutzt, um den Transport und seine Komponenten zu untersuchen. Zum Ende hin werden die Ergebnisse interpretiert und eine Ausblick auf zukünftige Forschung gegeben. (author)

Additional details

Publishing Information

Imprint Pagination
149 p.

Optional Information

Notes
authors keywords: fusion transport turbulence momentum tokamak plasma