Projektbeschreibung
Plasmainstabilitäten in Anlagen für Magneteinschlussfusion verraten Neues über Sonnenwind
Experimentelle Modellsysteme helfen uns, die Welt in Bereichen von Biologie bis Astronomie besser zu verstehen. Wenn Beobachtungen der echten Gegebenheiten aus verschiedenen Gründen, einschließlich technischer Schwierigkeiten und Kosten, nicht möglich sind, liefern Simulatoren wichtige Einblicke. Plasmen sind in unserem Weltall weit verbreitet und Geräte mit Magneteinschlussfusion können Wissenschaftlern bei der Untersuchung helfen. Die Untersuchung eines plasmabezogenen Phänomens, das sich auf die Integrität der Magneteinschlussfusion auswirkt, bietet nun auch Einblicke in das Sonnenplasma. Das EU-finanzierte Projekt 3D-FIREFLUC entwickelt wegweisende Steuerungstechniken, um die plasmabedingten magnetohydrodynamischen Schwankungen zu mildern, die Geräte mit Magneteinschlussfusion beschädigen könnten. Zu diesem Zweck werden die Wissenschaftler daran arbeiten, ein tiefes Verständnis der zugrundeliegenden Dynamik energetischer Teilchen zu bilden, was zu beispiellosen Einsichten in die Erwärmung der Sonnenkorona und die Erzeugung von Sonnenwind führt.
Ziel
Wave-particle interactions are ubiquitous in nature and play a fundamental role in astrophysical and fusion plasmas. In solar plasmas, magnetohydrodynamic (MHD) fluctuations are thought to be responsible for the heating of the solar corona and the generation of the solar wind. In magnetically confined fusion (MCF) devices, enhanced particle transport induced by MHD fluctuations can deteriorate the plasma confinement, and also endanger the device integrity. MCF devices are an ideal testbed to verify current models and develop mitigation / protection techniques.
The proposed project paves the way for providing active control techniques to tame the MHD induced particle transport in a fusion plasma. A solid understanding of the interaction between energetic particles and MHD instabilities in the presence of electric fields and plasma currents is required to develop such techniques. I will pursue this goal through innovative diagnosis techniques with unprecedented spatio-temporal resolution. Combined with state-of-the-art hybrid MHD codes, a deep insight into the underlying physics mechanism will be gained. The outcome of this research project will have a major impact for next-step MCF devices as I will provide ground-breaking control techniques for mitigating MHD induced particle transport in magnetized plasmas.
The project consists of 3 research lines which follow a bottom-up approach:
(1) Cutting-edge instrumentation, aiming at the new generation of energetic particle and edge current diagnostics.
(2) Unravel the dynamics of energetic particles, electric fields, edge currents and MHD fluctuations.
(3) From lab to space weather: The developed models will revolutionize our understanding of the observed particle acceleration and transport in the solar corona.
Based on this approach, the project represents a gateway between the fusion, astrophysics and space communities opening new avenues for a common basic understanding.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
41004 Sevilla
Spanien