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@MASTERSTHESIS{Neff:205421,
      author       = {Neff, Stephan},
      title        = {{D}iagnostik und {S}imulation eines laserinduzierten
                      {P}lasmakanals für {I}onenstrahltransportexperimente},
      school       = {TU Darmstadt},
      type         = {Dipl.},
      reportid     = {GSI-2017-00957},
      pages        = {65},
      year         = {2002},
      note         = {TU Darmstadt, Diplomarbeit, 2002},
      abstract     = {Bei Reaktorstudien zur schwerionengetriebenen
                      Trägheitsfusion spielt die Fokussierung und der Transport
                      der Schwerionen zum Pellet eine wichtige Rolle. Dabei
                      müssen Ionenstrahlen mit einem Strom von einigen 10 kA
                      über eine Strecke von mehreren Metern transportiert werden.
                      Im Rahmen der amerikanischen ARIES-IFE Reaktorstudie werden
                      zur Zeit drei Konzepte zum Strahltransport untersucht: der
                      neutralisierte ballistische Transport, die weitgehende
                      Neutralisierung des Ionenstrahls mit einem Hintergrundgas
                      (self-pinched transport) und der Transport mit einem
                      Plasmakanal (assisted pinch). Der Plasmakanal bietet den
                      Vorteil, daß sehr intensive Ionenstrahlen transportiert
                      werden können. Zum Heizen des Targets genügen daher 2
                      Ionenstrahlen, während in den anderen Konzepten mehrere
                      dutzend Teilstrahlen nötig sind, um eine zu starke
                      Aufweitung der Strahlen zu verhindern.Untersuchungen zu den
                      Transporteigenschaften des Plasmakanals wurden an der
                      Gesellschaft für Schwerionenforschung (GSI) in
                      Zusammenarbeit mit dem Lawrence Berekeley National
                      Laboratory (LBNL) durchgeführt. Während am LBNL nur die
                      Kanaleigenschaften untersucht wurden, können an der GSI
                      auch die Transporteigenschaften für Schwerionenstrahlen
                      überprüft werden. Für die Messungen wird eine
                      Entladungskammer eingesetzt, die am Strahlzweig Z4 des
                      UNILAC-Linearbeschleunigers der GSI aufgebaut ist. Der
                      Plasmakanal wird in der Kammer erzeugt, indem zunächst mit
                      einem Laser das Gas auf der Strahlachse erhitzt und
                      expandiert und anschließend eine Gasentladung gezündet
                      wird.Die vorliegende Arbeit gliedert sich in zwei Teile. Der
                      erste Teil befaßt sich mit der Simulation des Plasmakanals.
                      Dazu wird eine eindimensionale, magnetohydrodynamische
                      Simulation namens Cyclops verwendet. Sie wurde am LBNL
                      entwickelt und ist in der Programmiersprache Fortran 90
                      implementiert. Diese Simulation mußte an die Gegebenheiten
                      der GSI angepaßt werden. Neben neuen Ausgaberoutinen für
                      die Ergebnisse der Rechnungen wurde ein neuer
                      Simulationsmodus in das Programm integriert. Mit ihm kann
                      die Expansion des Gases, dem ein laserinduziertes
                      Temperaturprofil aufgeprägt wurde, simuliert werden. Da am
                      LBNL und an der GSI verschiedene Gase in der Kammer
                      verwendet wurden, waren außerdem Änderungen in den
                      Stoffmodellen nötig. Mit Cyclops wurden anschließend die
                      verschiedenen Phasen der Entladung simuliert, um ein
                      besseres Verständnis von den bei der Entladung
                      stattfindenden Vorgängen zu gewinnen.Im zweiten Teil dieser
                      Arbeit werden die Simulationsergebnisse mit durchgeführten
                      Messungen verglichen. Um die Entwicklung der Gasdichte zu
                      bestimmen, kam ein neues Verfahren zum Einsatz, das auf der
                      Aufstreuung des Ionenstrahls im Kammergas beruht. Außerdem
                      wurde mit einem Michelson-Interferometer die
                      Elektronendichte im Entladungsplasma gemessen.},
      cin          = {PPH},
      cid          = {I:(DE-Ds200)PPH-20051214OR027},
      pnm          = {899 - ohne Topic (POF3-899)},
      pid          = {G:(DE-HGF)POF3-899},
      typ          = {PUB:(DE-HGF)10},
      url          = {https://repository.gsi.de/record/205421},
}