Einfuehrung in die Plasmaphysik by Fussmann G.

By Fussmann G.

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Richardson nahm – fälschlicherweise – an, daß auch im Festkörper die Elektronen einer Maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung unterliegen. Er erhielt – in Analogie zu Gl. 29) WA WA • - en v kBT - k B T dx = e1 / e2 e k B T = ene e 2p 2 pme die auch heute noch häufig für Abschätzungen oder prinzipielle Überlegungen benutzt wird. Bei Berücksichtigung einer Fermiverteilung im Festkörper ergibt sich nach Dushman die von der Elektronendichte unabhängige Relation WA WA 4 peme kB2 T 2 - k B T kBT 5 2 6 0 10 j= e = .

Für Qbe > 10-3 sind daher d i e E l e k t r o n e n a n A b b r e m s u n g s t ä r k e r b e t e i l i g t. Ähnlich sind die Verhältnisse bei einem E l e k t r o n e n s t r a h l mit einer kinetischen Energie entsprechend E kin = W > 2 Te. Die Funktionen F und F 1 sind dann für beide Plasmateilchen näherungsweise 1. Es ergibt sich dW e 4 ln L Ê ni zi2 ne ˆ 1 e 4 ln L ne 1 ª+ ˜ ª Á dt me ¯ v 4 pe o2 Ë mi 4 pe o2 me v G. Fussmann, Vorlesung Plasmaphysik I SS1998 (Vers. 3. 49) Runaway-Elektronen Die quadratische Abnahme der Reibungskraft mit zunehmender Geschwindigkeit führt im übrigen zum Auftreten von sogenannten Runaway-Elektronen im Tokamak.

H. bremsend. Die Energieaufnahme für x < xkr beruht demnach auf einer Erhöhung der senkrechten Strahlgeschwindigkeit, die zu einer raschen Verbreiterung führt. Etwas oberhalb von x = 1 erreichen die Reibungskraft und der Energieverlust Maximalwerte. Für x >> 1 fallen beide Funktionen wieder ab ( G ~ x-2, H ~ x-1). 5 -2 0 0 1 2 3 x=v/v* 4 5 0 1 2 3 x = v/v* th 4 5 th Abb. 3: Die parallele Reibungskraft (links) und der Energieverlust (rechts) eines Teilchenstrahls in Abhängigkeit von der normierten Strahlgeschwindigkeit (b = m*/mStrahl).

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