Plasmaphysik und Fusionsforschung

Plasmaphysik spielt heute in vielen Anwendungen eine wichtige Rolle. Dieses Lehrbuch führt in die Grundlagen des Themas ein und vermittelt gleichzeitig ein erstes Verständnis für das Spektrum der möglichen Anwendungen. Die Fusionenforschung, vor allem der magnetische Einschluss von Plasma, bildet einen zweiten Schwerpunkt der Darstellung.

Einstieg in eine faszinierende Zukunftstechnologie

Autorentext

Prof. Dr. Michael Kaufmann, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, München

Inhalt
1 Einleitung.- 1.1 Charakterisierung von Plasmen.- 1.2 Zustandsgrenzen.- 1.3 Elektrische Wechselwirkung.- 1.4 Entartete Plasmen.- 2 Atomare Prozesse.- 2.1 Coulomb-Stoßprozesse.- 2.2 Bremsstrahlung.- 2.3 Ionisation und Rekombination.- 2.4 Dissoziation und Franck-Condon-Effekt.- 2.5 Ladungsaustausch.- 2.6 Laserlicht st reuung.- 3 Einzelteilchenbeschreibung.- 3.1 Bewegung in elektrischen und magnetischen Feldern.- 3.2 Elektronzyklotronstrahlung.- 3.3 Die Driftbewegung.- 3.4 Die Invarianz des Magnetischen Moments.- 3.5 Beispiele zur Driftbewegung.- 3.6 Invarianten der Bewegung.- 4 Statistische Beschreibung.- 4.1 Hydrodynamische Beschreibung.- 4.2 Darstellung im Phasenraum.- 4.3 Die Fokker-Planck-Gleichung.- 5 Magnetohydrodynamische Gleichungen.- 5.1 Die Bildung von Momenten.- 5.2 Flüssigkeitsgleichungen als Momentengleichungen.- 5.3 Einflüssigkeitsbild.- 5.4 Ideale MHD-Gleichungen.- 6 Magnetischer Einschluss: Lineare Gleichgewichte.- 6.1 MHD-Gleichgewichte.- 6.2 Die ?-Pinch- Konfiguration.- 6.3 Die z-Pinch-Konfiguration.- 6.4 Magnetischer Druck und Feldlinienspannung.- 6.5 Zur Stabilität von linearen Gleichgewichten.- 6.6 Die Screw-Pinch Konfiguration.- 6.7 Elektrisches Feld, Rotation und Driften.- 6.8 Gleichgewicht von Solaren Filamenten.- 7 Der toroidale Einschluss.- 7.1 Grundeigenschaften der Gleichgewichte.- 7.2 Die axialsymmetrische Konfiguration.- 7.3 Nichtaxialsymmetrische Konfigurationen.- 8 Der Einschluss im Teilcheribild.- 8.1 Drift in axialsymmetrischen Magnetfeldern.- 8.2 Driftbahnen und Transport im Stellarator.- 9 Wellen in homogenen Plasmen.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Linearisierung.- 9.3 Wellen ohne stationäres Magnetfeld.- 9.4 Wellen mit stationärem Magnetfeld.- 9.5 Alfvén-Wellen.- 9.6 Wellenheizung und Stromtrieb.- 10 Wellen undInstabilitäten in inhomogenen Plasmen.- 10.1 Einleitung.- 10.2 Austauschinstabilität.- 10.3 Eigenwertproblem und Energieprinzip.- 10.4 MHD-Stabilität zylindersymmetrischer Gleichgewichte..- 10.5 Kontinuierliches Eigenspektrum.- 10.6 Resistive MHD-Instabilitäten.- 10.7 Driftwellen.- 11 Der Plasmarand.- 11.1 Einführung.- 11.2 Prozesse an der Wandoberfläche.- 11.3 Die Plasmarandschicht.- 11.4 Die Abschälschicht.- 12 Fusion als Energiequelle.- 12.1 Energieversorgung der Zukunft.- 12.2 Energie aus Fusion.- 12.3 Der Reaktor mit magnetischem Einschluss.- 12.4 Trägheitsfusion.- Literaturverzeichnis 2.