Hannover 2016 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 13: Plasma Wall Interactions

P 13.4: Vortrag

Mittwoch, 2. März 2016, 12:00–12:15, b302

Systems Code Erweiterung: Berechnung der Erosion einer Wolfram Wand im Hauptraum für DEMO — •Mitja Beckers, Wolfgang Biel und Ulrich Samm — Institut für Energie- und Klimaforschung - Plasmaphysik

Zur Auffindung möglicher Parameterräume für ein DEMO-Kraftwerk, werden in der Frühdesign-Phase Reaktor Systems Codes eingesetzt. Die Erosion der ersten Wand wurde bisher in solchen Codes nicht detailliert behandelt. Die Reaktorwand wird durch Ionen, darunter Plasma-Verunreinigungen, die in der Debye-Schicht beschleunigt werden, und durch umgeladene Neutralteilchen, zerstäubt. Für das Schädigungspotenzial von Letzteren ist die radiale Position der Umladung entscheidend, und damit die Plasmaparameter für Dichte und Temperatur im Rand-Pedestal, sowie in der scrape-off-layer. Prompte Redeposition erodierter Wolframatome ist einer der Selbstheilungsmechanismen, wohingegen Selbstzerstäubung durch Wolfram die Schädigung verstärkt. Diese Effekte werden mithilfe des vereinfachten Monte Carlo Codes CELLSOR simuliert. CELLSOR behandelt die Neutralteilchenprozesse in einer vereinfachten 1,5D Geometrie und wurde durch Vergleiche mit dem etablierten B2-EIRENE Code verifiziert. Auf der Basis vorgegebener Transportkoeffizienten wird das Dichteprofil in der scrape-off layer mittels der Kontinuitätsgleichung selbstkonsistent berechnet. Für die Berechnung der Erosion der Wand werden neben den Neutralteilchenstößen auch die durch die Schichtspannung an der Wand beschleunigten Plasmaionen berücksichtigt. Im Vortrag wird der neue Code sowie die Ergebnisse von Parametervariationen vorgestellt.