Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3610
Denner, Thomas
Verteilung des Wärmeflüsses auf eine optimierte Limitoberfläche und Struktur der Plasmarandschicht
147 S., 1998

Ein Verständnis der Wärmebelastung von Wandbauteilen ist wesentlich für den Bau zukünftiger Fusionsexperimente. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Wärmefluß auf den Pumplimiter an TEXTOR-94 mit einem neu entwickelten digitalen Thermographiesystem gemessen und die Ergebnisse mit theoretischen Modellen verglichen.

Der Limiter ist so geformt, daß die vom Plasma berührten Bereiche möglichst geringen Belastungen ausgesetzt werden; dies wird dadurch erreicht, daß der Einfallswinkel der magnetischen Feldlinien relativ zur Limiteroberfläche in den ersten 10 mm der Abschälschicht (SOL) unter 1° liegt. Dieser kleine Einfallswinkel verstärkt alle toroidalen Feldabweichungen, wie sie z.B. vom magnetischen Rippel erzeugt werden. Umfangreiche Modellierungen geben in guter Übereinstimmung die vom Ripple verursachte Wänneflußverteilung wieder. Im Gegensatz zu den nach der Temperatur- und Dichteverteilung in der Plasmarandschicht erwarteten Belastungen wurde jedoch an der Dachspitze des Limiters innerhalb der ersten Millimeter der SOL eine erhöhte Wärmebelastung gemessen. Physikalische Effekte, die dieses Phänomen verursachen können, werden diskutiert.

The heat load on plasma-facing components is a key issue for forthcoming fusion experiments.1n this work the heat flux on the pump limiter in TEXTOR-94 is measured by a newly developed digital thermography system and these results are compared with theoretical models.

The limiter is shaped in such a way as to keep the heat load of the plasma-wetted area low; this is achieved by reducing the angle of incidence of the magnetic field lines with respect to the limiter surface to less than 1° for the first 10 mm of the scrape-off-layer (SOL). This small angle of incidence enhances all effects of toroidal non-uniformity as given e.g. by the magnetic field ripple. Extensive modelling explains well the observed heating pattern on the limiter surface due to the ripple effect. In contrast to expectations from density and temperature distributions in the SOL and at the edge of the confined region, an excessive power density is deposited on the first few millimetres near the roof tip of the limiter. Physical effects which could cause this phenomenon are discussed.

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Letzte Änderung: 07.06.2022