Dynamik von Dichtefluktuationen und der Einfluss der Strömung auf die Sättigung der Turbulenz in magnetisierten Plasmen

• Antragsteller: Dr. Andreas Krämer-Flecken; Dr. Carsten Lechte; Professor Dr. Peter Manz; Dr. Gavin Weir
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568984245

Teilchen und Wärmetransport spielen für die Realisierung eines Fusionsreaktors basierend auf magnetisch eingeschlossenen Plasmas die zentrale Rolle, und werden durch Plasmaturbulenz bestimmt. Die Turbulenz wird durch Strömungen reguliert. Die Turbulenz ist nicht so stark ausgeprägt wie in neutralen Fluiden und zeigt Eigenschaften der antreibenden Instabilität. Eine dieser Eigenschaften ist die Phasengeschwindigkeit. Reflektrometriemessungen bilden das Rückgrat der Bestimmung von Hintergrundströmungs- und Phasengeschwindigkeit der turbulenten Fluktuationen. Beide Geschwindigkeiten gehen allerdings in Kombination in die Messungen ein und eine zufriedenstellende Analyse der Messdaten gelingt bislang nur in den wenigen Fällen, wenn eine der beiden Geschwindigkeiten dominiert. Das führt seit Jahren zu Diskussionen bezüglich der Interpretation dieser Messungen. In diesem Projekt wollen wir verstehen, wie sich die lineare Eigenschaft der Phasengeschwindigkeit nichtlinear, also unter turbulenten Bedingungen, verhält. Dazu haben wir ein breites Team von Experimentalphysikern und Modelieren zusammengestellt. Daten werden an dem Tokamak WEST in Frankreich und dem Stellarator Wendelstein 7-X in Deutschland erhoben. Ein neues Rekflektometriesystem soll dafür an WEST errichtet werden, ein ähnliches System an W7-X soll dafür modifiziert werden. Dies ermöglicht gut vergleichbare Messungen in zwei sehr unterschiedlichen fusionsrelevanten Spitzenforschungsexperimenten. Ein tiefergehendes Verständnis dieser für die Fusionsforschung hochrelevanten Messungen soll damit erreicht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Günter Tovar
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Roland Sabot; Dr. Laure Vermare