title: Localisation of MHD modes in the pedestal of ASDEX Upgrade
Creators: name: Wappl, Markus
Publisher: name: TU Wien
Year: 2021
Subjects: subject: Fusion
subject: Tokamak
subject: MHD
subject: Nuclear Fusion
subject: Tokamak
subject: MHD

description: In der inter-ELM Phase sogenannter H-Moden Plasmen am ASDEX Upgrade TOKAMAK erscheinen MHD-Moden in der Magnetik. Sie haben einen Frequenzbereich bis zu mehreren hundert kHz und können mittels Induktionsspulen beobachtet werden. Ziel dieser Arbeit ist deren radiale Lokalisierung im Plasma sowie die Bestimmung der Geschwindigkeit der Moden, um sie mit Plasmadriften zu vergleichen.Mögliche Auslöser und Treiber von Moden folgen aus einer Betrachtung der TOKAMAK Stabilität. Ein Überblick verschiedener Typen von Moden wird gezeigt. Die Modenstruktur ist durch zwei Parameter charakterisiert, die poloidale Modenzahl m und die toroidale Modenzahl n. Es wird diskutiert wie die magnetische Topologie, im Speziellen der Sicherheitsfaktor, verantwortlich für die Modenstruktur ist. Diese Beziehung zum Sicherheitsfaktor bietet eine Möglichkeit zur Lokalisierung der Moden. Verwendete Diagnostiken werden vorgestellt und ein Programm zur Bestimmung der Modenzahlen wird erklärt. Dies beinhaltet eine neuartige Subroutine für die poloidale Modenzahlbestimmung. Diamagnetische Driften wurden kürzlich in einer Bachelorarbeit mit einer neuen Fitroutine berechnet, die ebenfalls erklärt wird.Anhand von einigen Beispielen aus dem Typ-I ELM Regime wird die Lokalisierung und Geschwindigkeitsberechnung demonstriert. Bei der Lokalisierung wird wiederholt eine Position nahe der Separatrix erhalten, die Präzision ist durch die Reichweite des Equilibriums limitiert. Eine eindeutige Diskrepanz zwischen der Modengeschwindigkeit und den Plasmadriften wird gezeigt, was auf ein Wellenphänomen mit zusätzlicher Phasengeschwindigkeit hindeutet.
description: In the inter-ELM phase of H-mode plasmas at ASDEX Upgrade, MHD modes appear in the magnetic signature. They exhibit a frequency range up to several hundred kHz and can be observed through pick-up coils. This thesis aims to localize their radial position in the plasma as well as to find the velocity with which they move to compare it to plasma drifts.Possible driving causes for the modes follow from a TOKAMAK stability consideration. An overview of mode types is given. The mode structure is characterized by two parameters, the poloidal mode number m and the toroidal mode number n. It is discussed how the magnetic topology, especially the safety factor, determines the mode structure. This relation to the safety factor presents a possibility to localize the modes. The applied diagnostics are presented and a program to compute the mode numbers is explained. This includes a new subroutine for the determination of the poloidal mode number. Calculation of diamagnetic drift velocities was done in a recent bachelor's thesis through a novel fitting routine, which is also explained.Based on several examples from the type-I ELM regime, the localization and velocity calculation is demonstrated. The localization consistently yields a position close to the separatrix, the precision is ultimately limited by the range of the equilibrium reconstruction. A clear discrepancy in the velocity compared to plasma drifts is shown which hints at the presence of a wave phenomenon adding a phase velocity.