Studiengang: Elektrotechnik
Zielstellung
Ziel der Diplomarbeit ist die Untersuchung neuartiger Magnetfeld-Konfigurationen zur gleichmäßigen Belastung von Gyrotron-Kollektoren. Gyrotrons sind Vakuumröhren, die Millimeterwellen im Megawattbereich erzeugen, welche zur Plasmaheizung und -stabilisierung von Fusionsanlagen eingesetzt werden.
Die Diplomarbeit soll sich mit folgenden Schwerpunkten befassen:
- Untersuchung und Optimierung langsam veränderlicher Magnetfelder zur gleichmäßigen Verteilung der Verlustleistung an Gyrotron-Kollektoren
- Anpassung und Verbesserung des Aufbaus solcher Kollektoren für die Anwendung der optimierten Magnetfelder
- Untersuchungen zur Lebensdauer von Gyrotron-Kollektoren
Zur Anheizung von Kernfusionsplasmen werden am Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik (IHM) des Forschungszentrums Karlsruhe leistungsfähige Elektronenröhren, so genannte Gyrotrons, mit Frequenzen oberhalb 100 GHz und Ausgangsleistungen oberhalb 1 MW entwickelt. Die Restenergie des Elektronenstrahls nach der Wechselwirkung wird teilweise mithilfe einer Gegenspannung zurück gewonnen. Der verbleibende Rest, der sich auch noch im MW-Bereich bewegt, wird jedoch am Kollektor der Röhre in Wärme umgewandelt. Diese Wärme muss durch periodische Verschiebung des Elektronenstrahls im Kollektor mithilfe entsprechender Magnetfelder verteilt werden, um eine technisch machbare Kühlung zu ermöglichen. Thema der angebotenen Arbeit ist die Untersuchung neuartiger Konfigurationen dieser Magnetfelder und ihrer Zeitverläufe. Die dafür benötigten Simulationsprogramme stehen weitgehend zur Verfügung.
Betreuer: Dr. Stefan Illy, IHM
Gutachter: Prof. Dr. John Jelonnek, IHM
