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Magnetischer Einschluss Druckgradient kann bilanziert werden durch Lorentz-Kraft (Ströme senkrecht zum Magnetfeld) Druck entlang von MF-Linien ist konstantStrom.

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Präsentation zum Thema: "Magnetischer Einschluss Druckgradient kann bilanziert werden durch Lorentz-Kraft (Ströme senkrecht zum Magnetfeld) Druck entlang von MF-Linien ist konstantStrom."—  Präsentation transkript:

1 Magnetischer Einschluss Druckgradient kann bilanziert werden durch Lorentz-Kraft (Ströme senkrecht zum Magnetfeld) Druck entlang von MF-Linien ist konstantStrom entlang von MF-Linien ist konstant

2 -Pinch diamagnetischer Strom reduziert von außen angelegtes Magnetfeld

3 p(r) B(r) 0 p(r) B(r) r 0 Kaum Änderung des von außen angelegten Feldes niedrig-ß-Fall Starke Änderung des von außen angelegten Feldes hoch-ß-Fall (ß=1 falls B=0)

4 Diamagnetische Ströme B Elektronen-Nettobewegung nach unten T e =const n e r j dia Druckgradient erzeugt Ströme senkrecht zum MF B Elektronen-Nettobewegung nach unten n e =const T e r j dia Gyro-Radius ~ T 1/2

5 Spulenstrom B... es gilt: (wiezuvor) j n j T + Hoch-ß-Plasma erzeugt MF-Gradienten p(r)

6 Spulenstrom B... es gilt: (wiezuvor) j n j T + j Drift neu: B B-Drift - - Hoch-ß-Plasma erzeugt MF-Gradienten j B + neu:

7 Magnetischer Einschluß im -Pinch Auch Ionenbeitrag zum diamagnetischen Strom: Druckgradient bilanziert durch Magnetfeld- druck Feldlinien- spannung

8 Magnetischer Einschluß im -Pinch Im -Pinch keine Feldlinienspannung (MF konstant entlang MF-Linien): Plasmadruck + MF-Druck = const:

9 Magnetischer Einschluß im -Pinch Im -Pinch keine Feldlinienspannung (MF konstant entlang MF-Linien: Plasmadruck + MF-Druck = const: Normierter Plasmadruck:

10 r z B I z Der Z-Pinch

11 Z-Pinch-Gleichgewicht

12 Bennet-Bedingung: Z-Pinch-Gleichgewicht Einschlussbedingung für den Z-Pinch:

13 Der Screw-Pinch Schlechte Stabilitätseigenschaften von - und Z-Pinch Strom und B-Feld in z- und - Richtung Feldliniensteigung:

14 Screw-Pinch i. allg. diamagnetisch B z wird abgeschwächt BzBz jzjz j B und trägt zum Einschluss bei x B z j jzjz x B - p Einschluss besser als im Z-Pinch, Druck und Strom können unabhängig gewählt werden

15 niedrig-ß-Fall p(r) 0 Beitrag B z -Feld B p (r) B z (r) hoch-ß-Fall p(r) 0 Beitrag B z -Feld B z (r) B p (r) Screw-Pinch mit hohem und niedrigem ß nur durch Strom erzeugter Anteil an B z trägt zum Einschluss bei (homogenes MF beeinflusst nur Stabilität)

16 Normalerweise ist Plasma diamagnetisch, aber bei sehr hohem Plasmastrom kann es auch paramagnetisch sein p(r) 0 B z (r) B p (r) x B z j jzjz x B - p Einschluss schlechter als im Z-Pinch

17 Reversed Field Pinch p(r) 0 Reversed-Field-Pinch - Startphase - B z (r) B p (r) p(r) 0 Reversed-Field-Pinch - Endzustand - B z (r) mit Feldumkehr! B p (r)

18 Gleichgewichte mit B z und B p -Feld -Pinch: Z-Pinch: B z und B p -Feld:

19 Z-Pinch-Fusionsexperimente

20

21 -Pinch-Fusionsexperimente

22

23 Zusammenfassung -Pinch Z-Pinch

24 Z- und -Pinch sind instabil: Zusammenfassung Screw-pinch hat bessere Stabilitätseigenschaften


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