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Institut für Theoretische Physik Institut für Theoretische Physik

ao. Univ.-Prof. i. R. Dr. Klaus Schöpf ao. Univ.-Prof. i. R. Dr. Klaus Schöpf

705614

Physik der Kernfusion

VO 2

2,5

wöch.

jährlich

Deutsch

Erlangung plasmaphysikalischer Grundkenntnisse und Verständnis der Vorgänge in einem Kernfusionsreaktor.

Role of fusion energy, Energy release in nuclear reactions; Activation of fusion reactions, fusion fuels, reaction rate, reaction time; processes in a fusion plasma; requirements for classical treatment, Debye length, Bremsstrahlung; Fusion plasma confinement: magnetic, electrical and inertial confinement; Motion of charged particles in force fields: cobined E and B-field, inhonogeneous B-field, drift motion, invariants of motion, cyclotron radiation; Bulk particle transport: continuity and diffusion, particle-fluid connection, kinetic description, global particle leakage; Transport in magnetized plasmas: Fokker-Planck equation; Fusion plasma energetics, methods of plasma heating, reactor dynamics, fusion ignition criterion and burn dynamics; Fusion reactor energetics, Lawson criterion, energy break-even, net energy production of a d-t tokamak; Open magnetic field confinement, magnetic flux surfaces, magnetic mirror, instabilities; Closed magnetic field confinement: tokamak, particle trapping, stellarator, spheromak; Muon catalyzed fusion; Fusion reactor blanket, first wall load, blanket neutronics, tritium breeding.

Beginnt mit einfachsten Grundlagen (keine Plasmaphysikvorkenntnisse erforderlich) und führt über die Untersuchung möglicher Fusionsreaktionen und die Behandlung des Verhaltens von magnetisch oder durch Trägheit eingeschlossener, extrem heißer ionisierter Materie unter der Wirkung von el.magn. Kräften zum Verständnis verschiedener Konzepte für Kernfusionsmaschinen, die eine wichtige Rolle in unserer zukünftigen Energieversorgung haben werden. Mit den in der Vorlesung erworbenen Kenntnissen kann abschließend in einer Übungsaufgabe durch Spezifikation der charakteristischen Design-Parameter ein Fusionsreaktor entworfen werden, in dem die Zündung des Brennstoffes und anhaltendes Fusionsbrennen möglich ist. Ausführliches Skriptum (Buch) ist hierzu erhältlich.

mündlich

Goldston, Rutherford, Introduction to Plasma Physics, IOP Publ., Philadelphia (1995) Harms, Schoepf, Miley, Principles of Fusion Energy, World Scientific, Singapore (2000) Räder et al., Kontrollierte Kernfusion, Teubner Verlag, Stuttgart (1981) Ausführliches Skriptum wird den Hörern elektronisch zugesandt.

Teilnahme an LV 705616 empfohlen recommended participation in LV 705616
Beginn: 8. März 2011, 13:30 - 15:00

Di, 13:30 - 15:00, SR 2/36