Einführung in die Plasmaphysik (Skript)

Description

1 Einleitung......Page 7 1.1.2 Plasmen in der Technik......Page 8 1.2.1 Konzept der Temperatur......Page 10 1.2.2 Debye-Abschirmung......Page 11 1.2.3 Plasmafrequenz......Page 13 1.3 Einteilung von Plasmen......Page 15 2 Beschreibung von Plasmen......Page 17 2.1.1 Teilchendriften......Page 18 2.1.2 Adiabatische Invarianten......Page 39 2.2.1 Hierarchie der Gleichungen der Plasmaphysik......Page 46 2.2.2 Verteilungsfunktion......Page 48 2.2.3 zeitliche Entwicklung der Verteilungsfunktion......Page 49 2.2.4 Momente der Boltzmann-Gleichung, Fluidbild......Page 52 2.2.5 Driften im Fluidbild......Page 58 2.2.6 Vergleich Fluidbild - Einzelteilchenbild......Page 63 3.1 Definitionen......Page 66 3.2 differentieller Wirkungsquerschnitt......Page 68 3.3 Das Streuproblem......Page 70 3.4.1 Coulomb-Streuung, Coulomb-Logarithmus......Page 72 3.4.2 Polarisations-Streuung......Page 75 3.4.3 Ionisation......Page 78 3.5 Ionisationsgleichgewichte......Page 80 4.1 Diffusion und Drift im Fluidbild......Page 85 4.2.1 ambipolare Diffusion......Page 89 4.2.2 Diffusion senkrecht zum B-Feld......Page 92 4.3.1 Stöße zwischen Ladungsträgern......Page 94 4.3.2 Spezifischer Widerstand bzw. Leitfähigkeit eines Plasmas......Page 95 4.3.3 Diffusion senkrecht zum B-Feld, Magnetohydrodynamik......Page 97 4.4 Zeitabhängige Effekte der MHD......Page 105 4.4.1 Diffusion des Magnetfeldes......Page 106 4.4.2 Eingefrorener Fluss......Page 108 4.5.1 Stabilität einer zylindrischen Plasmasäule......Page 109 4.5.2 Instabilitäten......Page 111 5 Wellen in Plasmen......Page 122 5.1.1 Elektronen-Oszillationen......Page 123 5.1.2 Elektronen-Wellen......Page 125 5.1.3 Ionen-Wellen......Page 127 5.1.4 Elektronenwellen senkrecht zum B-Feld, obere hybride Frequenz......Page 129 5.1.5 Ionenwellen senkrecht zum B-Feld, untere hybride Frequenz......Page 130 5.2 Elektromagnetische Wellen......Page 133 5.2.1 em-Wellen für B0 = 0......Page 134 5.2.2 em-Wellen mit B0 =0......Page 136 5.3 Hydromagnetische Wellen......Page 143 5.3.1 Alfven-Wellen......Page 144 5.3.2 Magnetosonische Wellen......Page 145 6 Kinetik......Page 147 6.1 Verteilungsfunktion im GGW, Maxwell-Verteilung......Page 148 6.2.1 2-Term Näherung......Page 150 6.2.2 Boltzmann-Gleichung in 2 Term Näherung......Page 152 6.3 Kinetische Wellendämpfung, Landau Dämpfung......Page 161 7.1 Randschicht......Page 164 7.1.1 Raumladungszone......Page 165 7.1.2 Vorschicht......Page 167 7.2 Floating potential, Plasma potential......Page 169 7.3 Randschichten mit angelegter Spannung......Page 170 7.3.1 Matrix-Schicht......Page 172 7.3.2 Child-Langmuir-Schicht......Page 173 7.3.3 Stoß-bestimmte Randschicht......Page 175 7.4 Sonden-Messungen......Page 177 8.1.1 Townsend-Entladung - unselbstständige Entladung......Page 182 8.1.2 Glimmentladung - selbstständige Entladung,Paschenkurve......Page 184 8.1.3 Magnetisch unterstütze DC-Entladung, Magnetronplasmen......Page 189 8.2.1 Spannung......Page 191 8.2.2 Heizmethoden......Page 195 8.2.3 Asymmetrische, kapazitive rf-Entladung......Page 198 8.3 Induktiv gekoppelte RF Entladungen......Page 202 8.4.1 Mikrowellenplasmen......Page 206 8.4.2 ECR Plasmen......Page 207 8.5.1 Bogen-Entladung......Page 210 8.5.2 Dielektrisch behinderte Entladung......Page 213 8.6.1 Teilchenbilanzen......Page 216 8.6.2 Energiebilanz......Page 218 9.1 Fusionsreaktionen......Page 219 9.2 Zünd-Kriterium......Page 222 9.3.1 Tokamak......Page 227 9.3.2 Limiter, Divertor......Page 233 9.3.3 Transport im Tokamak......Page 235 9.4 Plasmaheizung......Page 239 9.5 Materialien für die Fusion......Page 241 A.2 Kapitel 2: Beschreibung von Plasmen......Page 244 A.3 Kapitel 3: Stöße......Page 245 A.4 Kapitel 4: Transport......Page 246 A.6 Kapitel 6: Kinetik......Page 247 A.8 Kapitel 8: Niedertemperaturplasmen......Page 248 A.9 Kapitel 9: Fusion......Page 249