Ortsaufgelöste Messung der Strahlungsleistung des TEXTOR-Plasmas in einem poloidalen Querschnitt
Rapp, J. (Corresponding author)
Publikationen vor 2000; PRE-2000; Retrocat
Jülich Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag 1996
X, 103 p.
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Berichte des Forschungszentrums Jülich 3172
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$\textbf{1.1 Kontrollierte Kernfusion}$Der beschränkte Vorrat an fossilen Brennelementen führt zu der verstärkten Suche nach alternativen Energieträgern. Hierzu gehört die kontrollierte Kernfusion. Ein kosmisches Beispiel für diese nuklearen Reaktionen ist die Sonne. Bei der Kernfusion werden zwei leichtere Atomkerne zu einem schwereren verschmolzen, bei dem die durch den auftretenden Massendefekt freigewordene Energie technisch genutzt werden soll. Dieser Energiebetrag $\Delta$E = $\Delta$mc$^{2}$ entspricht der Bindungsenergie der Nukleonen. Für das $^{4}$He- Isotop, das $\alpha$-Teilchen, ist die Bindungsenergie pro Nukleon 7.07 MeV. Die Wahrscheinlichkeit für eine Fusion von vier einzelnen Nukleonen, 2 Protonen und 2 Neutronen ist unglücklicherweise nahezu null. Aufgrund des hohen Wirkungsquerschnitts wird angestrebt in Fusionsreaktoren die folgende Reaktion zu verwenden: $^{2}$D + $^{3}$T $\Longrightarrow^{4}$ He(3.5MeV) + n(14.1MeV) (1.1) Um diese beiden Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium miteinander zu verschmelzen, ist die Überwindung der Coulombbarriere notwendig. Im Fall der D- T Reaktion wäre eine Temperatur von 5 · 10$^{9}$ K erforderlich. Jedoch bei Temperaturen, die um Faktor 10 bis 100 niedriger liegen, kommt es schon zur Durchtunnelung des Coulombwalls. Die Wahrscheinlichkeit für diesen Tunneleffekt ist eine Funktion der Kernladungszahl und der Relativgeschwindigkeit der Teilchen zueinander. Um einer selbsterhaltenden Reaktion zu genügen, müssen die Teilchen einerseits eine hohe kinetische Energie aufweisen und andererseits bei hoher Dichte für eine hinreichende Zeit im Reaktionsvolumen eingeschlossen sein. In unserem Fall wird das heiße Plasma mit der Ionendichte n$_{i}$ und der Elektronendichte n$_{e}$ im Gegensatz zu Trägheitsfusionsexperimenten in einem Magnetfeld eingeschlossen. Hierdurch wird erreicht, daß die einzelnen Teilchen für einen Fusionsstoß eine höhere Chance erhalten. Die Art der Magnetfeldkonfiguration unterscheidet nun die verschiedenen Experimente voneinander.