Abschlussarbeiten

Mögliche Bachelor- und Masterarbeitensthemen in der Gruppe Plasmadynamik und -diagnostik

Abschlussarbeiten

  1. (BSc oder MSc) Messung der Plasma-Elektronentemperatur-Dynamik in TJ-K

    Turbulenter Wärmetransport in magnetisierten Plasmen wird durch Temperaturfluktuationen mitbestimmt. Zur quantitativen Erfassung der Dynamik in der Elektronentemperatur soll eine Tripelsondendiagnostik aufgebaut und getestet werden. Die Auswertung auf Temperatur­fluktuationen erfolgt gemäß Literatur. Die gemessenen Zeitreihen werden auf statistische bzw. turbulente Eigenschaften untersucht. Von besonderem Interesse ist die Korrelation zwischen Fluktuationen in Temperatur und Dichte. Diese wird in Abhängigkeit von der Radialposition analysiert.


  2. (BSc oder MSc) Erweiterung von Sondenkennlinienauswertungen

    Bisherige Auswertungen der Sondenkennlinien am TJ-K basieren auf der Theorie idealer Sonden. Eine robuste Abschätzung der Elektronentemperatur ist daraus zwar möglich, Absolutwerte der Plasmadichte hingegen sind infolge der Nichtsättigung der Kennlinien zu vage. Durch Erweiterung um die sogenannte OML Theorie kann eine Verbesserung erzielt werden. Dies gilt es für TJ-K Plasmen zu testen. Dichtemessungen aus der Intereferometrie werden zum Vergleich herangezogen.


  3. (BSc oder MSc) Leistungsverteilung über turbulente Skalen

    In turbulenten Strömungen ist die Leistung in den turbulenten Fluktuationen spektral charakteristisch verteilt. Zur Ermittlung eines Wellenzahlspektrums (k-Spektrum) sind aufwendige, zeitgleich multiple Messungen der fluktuierenden Größen nötig.  Das sogennante Pseudo-k Verfahren erlaubt die Abschätzung von Wellenzahlspektren aus einfacheren Zweipunktmessungen. Anhand von Plasmafluktuationsmessungen mit Multisondenarrays am TJ-K werden Pseudo-k Spektren auf Vergleichbarkeit mit echten Wellenzahlspektren untersucht.


  4. (BSc oder MSc) Räumliche Verteilung/Ursprung von Intermittenz 

    Intermittenz in turbulenten Fluktuationen ist charakterisiert durch ausbruchsartige Ereignisse hoher Amplitude. Diese Ereignisse können einen signifikanten Beitrag zum turbulenten Transport  verursachen. Laut Vorarbeiten sind Intermittenzgrade in den Dichtefluktuationen im Querschnitt von TJ-K Plasmen inhomogen verteilt. Ziel ist es mithilfe der Strukturfunktionsanalyse eine genaue 2D Karte des Intermittenzparameters zu erstellen. Theoretisch geben bestimmte Formen des Strömungsfeldes Hinweise auf den Ursprung der Intermittenz. Durch dedizierte Messungen werden Intermittenzgrade mit den lokalen Eigenschaften des Strömungsfeldes verglichen.


  5. (BSc) PIC Rechnungen von elektrostatischen Wellen in TJ-K Plasmen

    In einem Plasma können sich eine Vielzahl verschiedener Wellentypen ausbreiten. In dieser Arbeit geht es um die Kopplung von elektrostatischen und elektromagnetischen Wellen. Diese soll durch Rechnungen mit dem freien PIC Programm EPOCH Rechnungen untersucht werden. Dazu ist es nötig, Anpassungen der Eingangsparameter des Programms vorzunehmen, damit diese die Plasmen im Stellarator TJ-K wiederspiegeln. Weiterhin soll die Ausbreitung der elektrostatischen Wellen über einen weiten Bereich von Plasmaparametern (Magnetfeld, Heizleistung, Plasmadichte) studiert werden. Die Arbeit kann im Wesentlichen im Homeoffice durchgeführt werden.


  6. (BSc oder MSc) Bolometrie am Stellarator TJ-K

    Plasmen emittieren, abhängig von ihrer Temperatur und Teilchendichte, elektromagnetische Strahlung über einen weiten Spektralbereich. Am Stellarator TJ-K wurde kürzlich ein Bolometer-Array in Betrieb genommen, welches die Strahlung in einem Wellenlängen-Bereich von 0,5 nm bis zu 600 nm abdeckt. So kann das Plasma berührungslos im ganzen Querschnitt untersucht werden. In dieser Arbeit geht es darum, die neue Diagnostik mit anderen, bereits installierten Diagnostiken (elektrostatische Sonden, Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich) zu vergleichen. Ein Abel-Inversions-Algorithmus soll entwickelt werden, um eine räumliche Auflösung der Diagnostik zu erhalten. Während der Messungen ist am Stellarator-Experiment ausreichend Platz für 'social distancing'. Die restliche Arbeit kann im Wesentlichen im Homeoffice durchgeführt werden.


Dr.

Mirko Ramisch

Leiter Plasmadynamik und -diagnostik / Bibliotheksbeauftragter

Dieses Bild zeigt  Alf Köhn-Seemann
Dr.

Alf Köhn-Seemann

Wiss. Mitarbeiter, Plasmadynamik und -diagnostik

Zum Seitenanfang