Einfluss statischer und quasistatischer Magnetfelder auf ...

Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 1
2 Theoretische Grundlagen 4
2.1 Lasererzeugte Plasmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.1 Plasmaparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1.2 Lokales thermisches Gleichgewicht . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Magnetohydrodynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2.1 Näherungen der MHD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2.2 Die magnetohydrodynamischen Gleichungen . . . . . . . . . . 7
2.2.3 Verhalten von Magnetfeldern in Plasmen . . . . . . . . . . . . 8
2.3 Expansion eines Plasmas im Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.1 Magnetfelddruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3.2 Plasmadruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3.3 Plasmabeta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4 Abschätzung eines toroidalen Magnetfeldes . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.5 Die E x B-Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3 Experimenteller Aufbau 14
3.1 Der nhelix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1.1 Oszillatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1.2 Verstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.1.3 Formung des transversalen Strahlprofils . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.4 Strahldiagnostiken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2 Diagnostiken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2.1 Schnelle CCD-Kamera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2.2 Optische Schmierbildkamera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2.3 Wollaston-Interferometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3 Erzeugte Magnetfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.3.1 Permanentmagnete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.3.2 Gepulster Elektromagnet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4 Diskussion der Ergebnisse 35
4.1 Plasmadynamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2 Vergleich der interferometrischen Aufnahmen . . . . . . . . . . . . . . 39
ii