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Local measurement of the plasma diamagnetism with the Motional Stark Effect on ASDEX Upgrade

  • In this Ph.D. project a method is developed to measure the magnetic field and to derive variations in the total plasma pressure due to (dia-) magnetic effects. For this purpose a plasma diagnostic has been set up at the fusion experiment ASDEX Upgrade to measure spectroscopically polarized light. The light is emitted from fast beam-particles excited by the plasma. Since the fast atoms travel through a magnetic field at high velocity, a strong Lorentz field is seen in the moving frame. This electric field gives rise to the so-called motional Stark-effect (MSE) and it is possible to conclude from the Stark-spectrum on the magnetic field.
  • In dieser Arbeit wird ein Verfahren entwickelt, um das Magnetfeld zu messen und Variationen des Plasmadrucks anhand (dia-) magnetischer Effekte abzuleiten. Zu diesem Zweck wurde eine Plasmadiagnostik zur Messung von spektroskopisch polarisiertem Licht am Fusionsexperiment ASDEX Upgrade installiert. Das Licht wird von schnellen Strahlteilchen emittiert, die durch Stöße mit dem Plasma angeregt werden. Da sich die schnellen Atome mit hoher Geschwindigkeit durch ein Magnetfeld bewegen, erfahren diese in ihrem beweglichen Referenzsystem ein starkes Lorentz-Feld. Dieses elektrische Feld führt zu dem sogenannten Motion Stark-Effekt (MSE) und es ist möglich, aus dem Stark-Spektrum auf dem Magnetfeld zu schließen.

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Metadaten
Author: René Reimer
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002759-3
Title Additional (German):Lokale Messung des Plasmadiamagnetismus mit dem Motional Stark Effekt am ASDEX Upgrade
Advisor:Dr. Andreas Dinklage
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2017/05/16
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2017/03/03
Release Date:2017/05/16
Tag:Zeeman- und Stark-Effekte
Fusion plasma, Hot plasma, Zeeman and Stark effects, atomic spectra
GND Keyword:ASDEX, Atomspektrum, Fusionsplasma, Heißes Plasma, Kernfusion, Tokamak
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Physik
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 530 Physik
PACS-Classification:30.00.00 ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS / 32.00.00 Atomic properties and interactions with photons (for quantum chaos, see 05.45.Mt; for standards of calibration, see 06.20.fb; for relativistic and quantum electrodynamic effects, see 31.30.J-) / 32.30.-r Atomic spectra (see also 78.47.J- Ultrafast pump/probe spectroscopy in condensed matter and 82.53.Kp Coherent spectroscopy of atoms and molecules in physical chemistry and chemical physics)
30.00.00 ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS / 32.00.00 Atomic properties and interactions with photons (for quantum chaos, see 05.45.Mt; for standards of calibration, see 06.20.fb; for relativistic and quantum electrodynamic effects, see 31.30.J-) / 32.60.+i Zeeman and Stark effects
50.00.00 PHYSICS OF GASES, PLASMAS, AND ELECTRIC DISCHARGES / 52.00.00 Physics of plasmas and electric discharges (for space plasma physics, see 94.05.-a; for astrophysical plasmas, see 95.30.Qd; for physics of the ionosphere and magnetosphere, see 94.20.-y and 94.30.-d respectively) / 52.55.-s Magnetic confinement and equilibrium (see also 28.52.-s Fusion reactors)
50.00.00 PHYSICS OF GASES, PLASMAS, AND ELECTRIC DISCHARGES / 52.00.00 Physics of plasmas and electric discharges (for space plasma physics, see 94.05.-a; for astrophysical plasmas, see 95.30.Qd; for physics of the ionosphere and magnetosphere, see 94.20.-y and 94.30.-d respectively) / 52.70.-m Plasma diagnostic techniques and instrumentation