Skalierunggesetze der Blobprogation

Es gibt zwei wichtige Propagationsregimes für Plasmablobs oder -filamente. Diese hängen von der parallelen Verbindung zur Plasmawand ab. Blobs werden durch die Austauschinstabiliät angetrieben. durch die Magentfeldkrümmung wird eine Ladungstrennung hervorgerufen. Diese ist für die radiale Propagation verantwortlich. Es entsteht jedoch auch eine Divergenz im Strom und diese muss kompensiert werden um die Quasineutralität zu gewährleisten  Im Randschicht-limitierten Regime geschiet dies über die Divergenz im parallelen Strom. Dieser wiederum wird von der Plasmarandschicht bestimmt. In diesem Regime sind größere Blobs langsamer. Nun kann es sein, dass die Blobs nicht mit der Randschicht verbunden sind. Das geschiet bei hohen Kollisionalitäten (hohe Dichten), insbesondere in detachten Plasmen und mutmasslich ebenso nahe der Separatrix. Wenn der Stromkreis nicht über die Wand geschlossen werden kann, muss der Blob den Strom intern schliessen. Dies geschiet über den Polarisationsstrom. Im sogenannten Inertialregime der Blobpropagation balanziert der Polarisationsstrom die Ladungstrennung der Magnetfeldkrümmung. Im Inertialregime sind größere Blobs auch schneller. 

Besonders den Übergang von Randschicht-limitierten zum Inertialregime der Blobpropagation bei hohen Dichten haben wir intensiv untersucht. Und wir haben den Einfluss der Ionentemperatur auf die verschiedenen Blobspropagationsregime untersucht. Die Experimente zeigten gute Übereinstimung mit dem analystischen Model. Auch wenn die Übereinstimmung von Experiment und Theorie für Propagationsgeschwindigkeit der Blobs verhältnissmäßig überragend ist, gibt uns insbesondere zu bedenken, dass für eine Variablen, wie die Magnetfeldstärke, die Skalierung nicht erfüllt scheint.

Relevante Publikationen

D. Carralero, P. Manz  et al. 'Experimental Validation of a Filament Transport Model in Turbulent Magnetized Plasmas' Phys. Rev. Lett. 115, 215002 (2015)

P. Manz et al. 'Filament velocity scaling laws for warm ions' Physics of Plasmas 20, 102307 (2013)

G. Fuchert et al. Blob properties in L- and H-mode from gas-puff imaging in ASDEX upgrade Plasma Phys. Control. Fusion 56 125001 (2014)

G. Birkenmeier et al. 'Magnetic field dependence of the blob dynamics in the edge of ASDEX upgrade L-mode plasmas' Plasma Phys. Control. Fusion 56 075019 (2014)