Destabilization of Alfvén eigenmodes by fast particles in W7-AS [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Stefan Zegenhagen

Destabilization of Alfv´en Eigenmodes by FastParticles in W7-ASInauguraldissertationzurErlangung des akademischen Grades einesdoctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.)an der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakult¨atderErnst-Moritz-Arndt-Universita¨t Greifswaldvorgelegt vonStefan Zegenhagengeboren am 7. 7. 1974in Ueckermu¨ndeGreifswald, im Februar 2006Dekan: Prof. Dr. Klaus Fesser1. Gutachter: Prof. Dr. Thomas Klinger2. Gutachter: Prof. Dr. Kazuo ToiTag der Promotion: 5. 7. 2006Contents1 Introduction 12 Principles of magnetic plasma confinement 52.1 Magnetic Field Topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1.1 Magnetic Field Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.1.2 Magnetic Field Line Curvature, Pressure and Tension . . . . . . 62.1.3 Flux Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1.4 Magnetic Flux Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.2 Particle Dynamics in Fusion Plasmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.1 Radial Particle Drifts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.2 Trapped and Passing Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.3 Magnetohydrodynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.3.1 MHD equilibria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192.3.2 Stability of MHD Equilibria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 Alfv´en Waves, -continua and Eigenmodes 253.