Wie genau bewegen sich eigentlich einzelne Teilchen in Fusionsplasmen? Diese Simulation wirft einen Blick in den Stellarator Wendelstein 7-X in Greifswald und zeigt den Weg eines „schnellen“ Wasserstoff-Ions (in diesem Fall ein Proton), das mittels Neutralteilcheninjektion in den Vakuumbehälter geschossen wird, um das Plasma aufzuheizen. Wir sehen die vollständige Umlaufbewegung des Protons, das zwischen den bohnenförmigen Querschnitten außerhalb des Plasmas (nicht sichtbar) vom Magnetfeld hin- und her reflektiert wird. Wir können die unregelmäßigen Reflexionsperioden und -positionen während des gesamten Umlaufs beobachten. Die Bewegung gegen den Uhrzeigersinn, die sich über viele Reflexionsperioden hinweg zeigt, wird als poloidale Drift bezeichnet. Aufgrund der radialen Auswärtsdrift kollidiert das Teilchen schließlich mit der ersten Wand, in diesem Fall einer Stahlplatte.
Das Teilchen wurde vom IPP-Doktoranden David Kulla mit dem ASCOT5-Code der Aalto-University in Finnland simuliert. Die Animation wurde in Blender erstellt.
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How exactly do individual particles actually move in fusion plasmas? This simulation takes a look inside the Wendelstein 7-X stellarator in Greifswald and shows the path of a “fast” hydrogen ion (in this case a proton). The proton is shot through neutral beam injection into the vacuum vessel to heat up the plasma. We see its full orbital motion bouncing back and forth between the bean-shaped cross-sections outside the plasma (not visible). We can observe the irregular bounce periods and bounce point positions throughout the orbit. The counterclockwise motion seen over many bounces is called the poloidal drift. Due to the radial outward drift, the particle eventually collides with the first wall, in this case a steel plate.
The particle was simulated by IPP PhD student David Kulla using the ASCOT5 code from Aalto University in Finland. The animation was done in Blender.
22 авг 2022
