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FlareLab

Eine numerische und experimentelle Simulation von Solar Flares

Teilprojekt der Forschergruppe 1048

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Experiment

Das Experiment

Aufbau

Um das Verhalten von "solar flares" besser verstehen zu können, wurde ein Experiment aufgebaut, das es ermöglicht, diese in einem Labor zu simulieren.
In eine Vakuumkammer wird Wasserstoffgas eingelassen und von zwei Elektroden, vor denen sich ein bogenförmiges Magnetfeld befindet, gezündet. Die beiden Elektroden können dazu symmetrisch über eine Kondensatorbatterie auf bis zu +3 kV bzw. -3 kV geladen werden.

Da eine Entladung nur wenige Mikrosekunden andauert, ist eine schnelle ICCD-Kamera notwendig, um die zeitliche Entwicklung eines einzelnen Plasmabogens untersuchen zu können. Andere Untersuchungsmethoden wie z.B.Pick-Up-Spulen, Triple-Probes und Interferometrie werden zur Zeit im laufenden Betrieb genutzt.

Entwicklung einer Entladung

Bildserie

Bei dieser Bilderserie handelt es sich um Aufnahmen verschiedener Entladungen. Der Plasmabogen beginnt 2 μs nach dem Anlegen der Spannung und verlässt den Aufnahmebereich der Kamera nach 7 μs. Die Aufnahmen wurden in einem Abstand von 200 ns gemacht.

Verlauf der Experimentes

ablauf

Das linke Bild zeigt den Ausgangszustand des Experimentes. Die grünen Feldlinien stellen das durch Permanentmagnete realisierte äußere Magnetfeld da. Im ersten Schritt des Experimentes wird Wasserstoffgas in die Kammer eingelassen (mitte). Hat sich das Wasserstoffgas vor den Elektroden verteilt, werden die geladenen Kondensatoren hinzugeschaltet (rechts) und ein Plasma kann gezündet werden. Unter bestimmten Bedingungen kann das Plasma "pinchen", der Plasmabogen zieht sich also zusammen, um somit einen dichteren Stromkanal zu bilden.

Umbau der Plasmaquelle

titovdemoulin

Um das von Titov und Demoulin vorgestellte Modell (Bild links, 1999) für Solar Flares im Labor nachbilden zu können, haben wir eine neue Plasmaquelle (Bild rechts) konstruiert und gebaut. Die Elektroden können wie bei dem bisherigen Aufbau auf bis zu +3 kV bzw. -3 kV geladen werden. Das äußere Magnetfeld wird jedoch im Gegensatz zu dem bisherigen Aufbau nicht von Permanentmagneten erzeugt, sondern von einem Linienstrom, der zwischen den beiden Elektroden verläuft.

Um ein Magnetfeld von 0,4 T im Abstand von 4 cm um den Linienstrom herum zu erzeugen, wird ein Strom von 25 kA benötigt. Dieser wird von einer Kondensatorbatterie bereit gestellt.

 Letzte Änderung: 14.02.2011 | Impressum | Ansprechpartner/in: Inhalt