Heavy-ion beam transport in plasma channels [Elektronische Ressource] : transport properties and channel stability / von Stephan Neff

Heavy ion Beam Transport in Plasma Channels –Transport Properties and Channel StabilityVom Fachbereich Physik der¨TECHNISCHEN UNIVERSITAT DARMSTADTzur Erlangung des Gradeseines Doktors der Naturwissenschaften(Dr. rer. nat.)genehmigte Dissertation vonDipl. Phys. Stephan Neffaus BensheimDarmstadt 2005D17Referent: Prof. Dr. Dr. h.c./RUS Dieter H.H. HoffmannKorreferent: Prof. Dr. Markus RothTag der Einreichung: 02.02.2005Tag der Prufung:¨ 25.04.2005ZusammenfassungGegenwartige¨ Entwurfe¨ fur¨ schwerionengetriebene Tragheitsfusionsreaktoren¨ erfordern Strahl strome¨ von etlichen Kiloampere, die uber¨ eine Distanz von einigen Metern in der Reaktorkam mer zum Fusionstarget transportiert werden mussen.¨ Eine Moglichk¨ eit, den Strahl zu trans portieren, bietet der sogenannte Assisted Pinched Transport. Bei dieser Transportmethodewerden die Ionenstrahlen zunachst¨ mit einer adiabatischen Plasmalinse fokussiert und dann ineinem Plasmakanal zum Fusionstarget transportiert. Der Plasmakanal erfullt¨ drei Funktionen:er neutralisiert die Raumladung und den Strom des Ionenstrahls und erzeugt zusatzlich¨ einsehr starkes azimutales Magnetfeld, das den Strahl am Verlassen des Kanals hindert. DiesesVorgehen trennt den Fokussiervorgang vom Transport in der Kammer und verringert dadurchdie Anforderungen an die Fokussierung des Strahls.