Untersuchung der Dynamik von Runawayelektronen im Magnetfeld des Tokamak:
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INHALTSVERZEICHNIS
I EINLEITUNG .I
1.1 KERNFUSION.2
L2 TOKAMAKS.2
L3 RUNAWAYELEKTRONEN.
3
1.4 ZIELSETZUNG DER ARBEIT.
4
1.5 GLIEDERUNG DER ARBEIT.
6
II THEORETISCHER TEIL.7
11.1 BEWEGUNG VON RUNAWAYELEKTRONEN IN TOKAMAKS.
8
D.1.1 BEWEGUNG DER RUNAWAYELEKTRONEN AUF DRIFTFLAECHEN IM
AXIALSYMMETRISCHEN
MAGNETFELD EINES TOKAMAK.
8
N.1.1.1 GESCHWINDIGKEIT DER RUNAWAYELEKTRONEN IM PLASMA.9
N.1.1.2 BESCHLEUNIGUNG DER RUNAWAYELEKTRONEN IM PLASMA.10
N.1.1.3 EINSCHLUSS VON RUNAWAYELEKTRONEN.
11
D.1.2 RESONANZ DER GYRATIONSBEWEGUNG DER RUNAWAYELEKTRONEN MIT DEM
RIPPLE DES
TOROIDALEN MAGNETFELDS.
14
N.
1
.
2.1
RIPPLEMAGNETFELD AUF DEN DRIFTFLAECHEN.
15
N.
1
.
2.2
BEWEGUNGSGLEICHUNG EINES RUNAWAYELEKTRONS IN EBENER GEOMETRIE UNTER
BERUECKSICHTIGUNG DES RIPPLEFELDS OHNE STOESSE.19
N.1.2.3 QUALITATIVES BILD DER ENERGIEBLOCKIERUNG DURCH RIPPLERESONANZ.21
H
1-2
4 DISKUSSION DER BEWEGUNG DER RUNAWAYELEKTRONEN IN DER RIPPLERESONANZ
. 22
N.1.2.4.1 DYNAMIK FUER MIKROSKOPISCHE ZEITEN.22
N.L.2.4.2 DYNAMIK FUER MAKROSKOPISCHE ZEITEN.22
N. 1.2.5 NOTWENDIGE FELDSTAERKE FUER DAS UEBERQUEREN EINER
RIPPLERESONANZ.23
H.L.2.6 DIFFUSION DES GYRATIONSIMPULSES IN DER RIPPLERESONANZ IM
PLASMA.24
UE.1.2.6.1 ZUFAELLIGE PHASEN DURCH ENG BENACHBARTE RESONANZEN ?.24
N.L.2.6.2 DIFFUSION DES GYRATIONSIMPULSES DURCH STOESSE.25
IL 1.2.63 ANALYTISCHER DIFFUSIONSKOEFAZIENT FUER DEN GYRATIONSIMPULS IN
DER
RIPPLERESONANZ IM PLASMA.26
H1.3 "ENERGIEBLOCKIERUNG" VON RUNAWAYELEKTRONEN .28
N.
1
.
3.1
BEWEGUQG VON RUNAWAYELEKTRONEN UNTER BERUECKSICHTIGUNG VON STOESSEN.28
IL1.3.1.1 RELATIVISTISCHE FOKKER-PLANCK-GLEICHUNG.28
N.1.3.1.2 "ENERGIEBLOCKIERUNG" DER RUNAWAYELEKTRONEN DURCH STOESSE MIT DEN
PLASMATEILCHEN?.30
N.1.3.2 BEWEGUNG DER RUNAWAYELEKTRONEN UNTER BERUECKSICHTIGUNG VON STOESSEN
UND
RIPPLERESONANZ.
31
D.L.3.2.1 FOKKER-PLANCK-GLEICHUNG MIT DIFFUSION IN DEN
RIPPLERESONANZEN.32
UE.1.3.2.2 "ENERGIEBLOCKIERUNG" DER RUNAWAYELEKTRONEN DURCH
RIPPLERESONANZ.32
IL 1.3.2.3 STATIONAERE VERTEILUNGSFUNKTION DURCH "ENERGIEBLOCKIERUNG" IN
DER
RIPPLERESONANZ.
33
D.1.3.3 IDEALISIERTE IMPULSVERTEILUNG DER ENERGIEBLOCKIERTEN
RUNAWAYELEKTRONEN.
34
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/945523866
UE.1.4 SIMULATIONSVERFAHREN DER DYNAMIK DER RUNAWAYELEKTRONEN.34
N.
1.4.1 MONTE-CARLO-SIMULATION DER ZEITABHAENGIGEN
FOKKER-PLANCK-GLEICHUNG.34
N.
1.4.2 SIMULATION DER DYNAMIK DER RUNAWAYELEKTRONEN IN EINER
TOKAMAKENTLADUNG . 35
H.1.5 ZUSAMMENFASSUNG DES THEORETISCHEN TEILS.35
III
EXPERIMENTELLER TEIL
.
37
III.1 RELATIVISTISCHE THOMSONSTREUUNG AN RUNAWAYELEKTRONEN UND
BESTIMMUNG IHRER DICHTE AUS DER BREMSSTRAHLUNG. 39
M.1.1 RELATIVISTISCHE THOMSONSTREUUNG.39
M.1.2 BESTIMMUNG DER DICHTE DER RUNAWAYELEKTRONEN AUS DER VON IHNEN
EMITTIERTEN
BREMSSTRAHLUNG .41
IIU BREMSSTRAHLUNGSSPEKTREN DER RUNAWAYELEKTRONEN IN ASDEX . 43
M.2.1 AUFNAHME DER SPEKTREN.43
M.2.2 CHARAKTERISTISCHE FORM UND TYPISCHES ZEITVERHALTEN DER
BREMSSTRAHLUNGSSPEKTREN . 44
M.2.3 BESTIMMUNG DER ENERGIEVERTEILUNG DER RUNAWAYELEKTRONEN AUS DEN
BREMSSTRAHLUNGSSPEKTREN.45
M.2.4 ERKLAERUNG DER BEOBACHTETEN ENERGIE.46
III.3 RUNAWAYELEKTRONEN IM TOKAMAK- EIN FREE-ELECTRON-MASER.48
B3.3.1 PHAENOMENOLOGIE.48
M.3.2 PRINZIP DES FREE-ELECTRON-MASERS.49
M.3.3 DYNAMIK DES FREE-ELECTRON-MASERS.50
M.3.3.1 GRUNDGLEICHUNGEN .51
M.3.3.2 KOHAERENZBEDINGUNG IM VAKUUM.52
M.3.3.3 VEREINFACHUNG DER GRUNDGLEICHUNGEN.53
M.3.3.3.1 ZEITLICHE AENDERUNG DER PHASE.53
M.3.3.3.2 ZEITLICHE AENDERUNG DER ELEKTRONENENERGIE.54
M.3.3.3.3 ZEITLICHE AENDERUNG DER AMPLITUDE DER ELEKTROMAGNETISCHEN
WELLE.54
M.3.3.4 FEM-GLEICHUNGEN MIT NORMIERTEN VARIABLEN UND
RAUMLADUNGSEFFEKTEN.55
M.3.3.5 BERECHNUNG DES GEWINNS.56
M.3.4 FEM IM TOKAMAK.58
M.3.4.1 KOHAERENZBEDINGUNG IM PLASMA.58
M.3.4.2 STRAHLFUHRUNG IM PLASMATORUS UND IM FEM.60
M.3.4.3 LINIENBREITE DER MASERSTRAHLUNG .60
M.3.5 ABSCHAETZUNG DER DICHTE DER RUNAWAYELEKTRONEN AUS DER
MASERSCHWELLE.60
M.3.6 ANWENDUNG DER ENTWICKELTEN MODELLVORSTELLUNGEN AUF
PLASMAENTLADUNGEN VON
ASDEX UPGRADE.61
M.3.6.1 BESTIMMUNG DER ENDENEIGIE DER RUNAWAYELEKTRONEN.61
M.3.6.2 ERMITTLUNG DER RESONANZSTELLEN.64
M.3.6.3 AUFTRETEN DES FEM-EFFEKTS.66
M.3.6.4 ERMITTLUNG DER EMISSIONSFREQUENZ DES FEM AUS DER ENERGIE DER
RUNAWAYELEKTRONEN UND DEN RESONANZSTELLEN.68
IH3.6.5 ZUSAMMENSTELLUNG DER BERECHNETEN UND GEMESSENEN MASERFREQUENZEN
VERSCHIEDENER ENTLADUNGEN.69
IH3.6.6 ABSCHAETZUNG DER DICHTE DER RUNAWAYELEKTRONEN AUS DEM GEWINN DES
FEM . 69
II
IV ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK.71
ANHANG A NUMERISCHE LOESUNG DER ZEITUNABHAENGIGEN RELATIVISTISCHEN
FOKKER-PLANCK-GLEICHUNG . 73
A
.1
LOESUNGSGEBIET UND RANDBEDINGUNGEN.73
A.
1.1
RANDBEDINGUNG BEI QAE.73
A
1.2
RANDBEDINGUNG BEI QE.73
A.
1.3
RANDBEDINGUNG BEI P = 1.74
A.
1.4
RANDBEDINGUNG BEI/IGRENZ(Q).74
A
.2
GITTERPUNKTE.74
A
.3
ANNAEHERUNG DER DIFFERENTIALQUOTIENTEN DURCH ENDLICHE DIFFERENZEN.75
A.
4
LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNG.76
ANHANG B NUMERISCHE LOESUNG DER ZEITUNABHAENGIGEN RELATIVISTISCHEN
FOKKER-PLANCK-GLEICHUNG MIT RIPPLERESONANZ .77
B. L RANDBEDINGUNG BEI /T = 1.77
B
.2
RANDBEDINGUNG BEI SS = /^^(Q) .
77
B
.3
RANDBEDINGUNG BEI Q = QA .7G
B
.4
RANDBEDINGUNG BEI Q = QRGG . . . -.7G
B
5
RANDBEDINGUNG BEI Q = QGCH.7G
B
-6 NUMERISCHE BERECHNUNG DER VERTEILUNGSFUNKTION.7G
ANHANG C ABSCHAETZUNG DER DICHTE DER RUNAWAYELEKTRONEN AUS DEM
GLEICHSTROMSIGNAL DER
50
/JM ALUMINIUMFILTER KANAELE.79
ANHANG D AUSSCHLUSS ANDERER MECHANISMEN ZUR ERKLAERUNG DER BEOBACHTETEN
FLUKTUIERENDEN EMISSION. GL
ANHANG E EMISSION VON HOEHEREN HARMONISCHEN IM HELIKALEN UNDULATOR .
83
ANHANG F BRECHUNGSINDEX EINES KALTEN PLASMAS.G5
VERWENDETE LITERATUR.G6
DANKSAGUNG.
III |
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