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NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Teil 5 NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Vom Solenoid zum Toroid Höhere Experimentalphysik 1 NNP Non Neutral Plasma Physics Group http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Plasmaeinschluß durch Toroide Fusionsleistung > Summe aller Verluste Hohe Teilchendichte n Lange Einschlusszeit t Hohe Temperatur T Neutronen verlassen Fusionszone mit 80% der Fusionsenergie Stromerzeugung Alphateilchen mit E=3.52 MeV sollen ihre Energie vollständig im Plasma abgeben Heizen des Plasmas zwei Möglichkeiten: Magneteinschluss kleines n großes t Alpha-Heizleistung > Verlustleistung des Plasmas Trägheitseinschluss kleines t großes n NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Magneteinschluß - Tokamak тороидальная камера в магнитных катушках Andrei D. Sacharow Igor J. Tamm (1921 - 1989) (1895 - 1971) Höhere Experimentalphysik 1 NNP Non Neutral Plasma Physics Group http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ International Thermonuclear Experimental Reactor Zentrale Solenoid Nb3Sn, 6 Modulen Blanket Poloidale Spulen Nb-Ti Divertor Toroidale Spule Nb3Sn Kryopumpen,8 NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Magneteinschluß - Stellerator Lyman Spitzer, Jr. (1914 - 1997) NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Stellarator Wendelstein 7-X großer Plasmaradius 5.5 m kleiner Plasmaradius 0.53 m Entladungsdauer 30 min Plasmaheizung 14 MW Magnetfeld 3.45 T Plasmamasse 5-30 mg Plasmatemperatur 6-13 keV NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Induktion Michael Faraday 1791 - 1867 NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Höhere Experimentalphysik 1 NNP Non Neutral Plasma Physics Group http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ 𝑟𝑜𝑡𝐸 ′ = −𝐵 𝐸 ′ 𝑑𝑟 = −𝐵 ∙ 𝐴 ∙ 𝑁𝑃 −𝜙 = 𝑡1 𝐸 ′ 𝑑𝑟 𝑈𝑖𝑛𝑑 = −𝜙 = −𝐵 ∙ 𝐴 ∙ 𝑁𝑃 𝑈𝑖𝑛𝑑 𝑑𝑡 = 𝐵 ∙ 𝐴 ∙ 𝑁𝑃 𝑡0 𝑈𝑎𝑢𝑠𝑔 = 1 𝑅∙𝐶 𝑈𝑒𝑖𝑛𝑔 𝑑𝑡 NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Laborsystem Bezugssystem 𝑞𝐸 ′′ = −𝐹 = −𝑞𝑣 × 𝐵 𝑞𝐸 ′′ = −𝑞𝑣 × 𝐵 𝑈 = −𝑎 𝐸2 − 𝐸1 = −𝑎𝑣 𝐵2 − 𝐵1 𝑑𝐵 = −𝑎𝑣𝑏 𝑑𝑦 𝑑𝐵 = −𝑎𝑏𝐵 𝑑𝑦 𝑈 = −𝜙 𝑈 = −𝑎𝑏𝑣 NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Wirbelfeld auf einem rotierenden Zylinder im Erdmagnetfeld NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Das gemessene Erdmagnetfeld hatte eine Stärke von: BErd = 56 G. Im ungeschlitzten Zylinder wurde ein Magnetfeld von BInd = 0,06 G erzeugt. Im geschlitzten Zylinder baute sich kein Magnetfeld auf, da die Wirbelströme durch die Schlitze unterbrochen wurden. NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/ Transformator NNP Non Neutral Plasma Physics Group Höhere Experimentalphysik 1 http://nnp.physik.uni-frankfurt.de/activities/HEX/
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