11.12.2018

Ronald C. Davidson Award für Daniel S. Clark

Wie kommen laserbefeuerte Fusionsprozesse in Gang?

Der amerikanische Physiker Daniel S. Clark vom Lawrence Liver­more National Labo­ratory (LLNL) wurde mit dem dies­jährigen Ronald C. Davidson Preis für Plasma­physik ausgezeichnet. Der Preis wird alljährlich von AIP Publishing in Zu­sam­men­arbeit mit der American Physical Society (APS) Division of Plasma Physics vergeben, um eine herausragende plasma­physikalische Forschungs­arbeit eines Autors zu würdigen, die dieser in der Zeitschrift Physics of Plasmas veröffent­licht hat. Der mit 5000 US-Dollar dotierte Preis erinnert seit 2016 an den im gleichen Jahr im Alter von 74 Jahren ver­storbe­nen Gründungs­herausgeber von Physics of Plasmas, den kanadischen Physiker und Pionier der Fusionsplasma-Forschung Ronald C. Davidson.

Abb.: Daniel S. Clark – glücklicher Gewinner des diesjährigen Ronald C....
Abb.: Daniel S. Clark – glücklicher Gewinner des diesjährigen Ronald C. Davidson Award for Plasma Physics (Bild: Daniel S. Clark)

Die Redaktion von Physics of Plasmas wählte Clark, der innerhalb des Inertial Confinement Fusion (ICF) Programms als Leiter der zur National Ignition Facility (NIF) gehörenden Arbeits­gruppe „Capsule Modeling“ arbeitet, aus einer Liste der in den letzten fünf Jahren am meisten zitierten und am häufigsten herunter­geladenen Artikel in Physics of Plasmas aus. Sein Beitrag über detaillierte Implosions­modellierung von Deuterium-Tritium-Schicht­experi­menten an der National Ignition Facility berichtet von der hoch­modernen, hoch­auflösenden 3D-Model­lierung der Implosionen im Rahmen der National Ignition Campaign. Die Ergebnisse wurden unter detaillierter Ein­beziehung aller bekannten Ursachen für hydro­dynamische Störungen und Antriebs­asymmetrie gewonnen und bestimmen bis heute das Implosions­design. Clark verfasste die Veröffent­lichung gemeinsam mit Denise Hinkel, Dave Eder, Ogden Jones, Steve Haan, Bruce Hammel, Marty Marinak, Jose Milovich, Harry Robey, Larry Suter und Richard Town.

Die wissenschaftliche Herausforderung der Arbeiten rund um die Zündung von Fusions­plasmen im Labor war „unwiderstehlich“ für Clark, der direkt nach der Graduierten­schule zum LLNL kam. Von einer Zündung der Fusions­plasmen spricht man, wenn das Plasma so weit aufgeheizt ist, dass die selbsttragende Kern­fusion einsetzt. In diesem Moment übersteigt die Energie aus der kontrollierten Fusions­reaktion die durch Röntgen­strahlungs­verluste und Elektronen­leitung abküh­lenden Prozesse. „Die Veröffent­lichung wurde zu Beginn der nationalen Zünd­kampagne geschrieben, und die Dinge liefen nicht wie erwartet“, erinnert sich Clark. „Es war ein Versuch zu sehen, ob wir erklären können, was passiert ist.“

Der ausgezeichneten Arbeit gelang es nicht nur, die Daten zu modellieren, sie führte darüber hinaus zur Entwicklung von Modellen mit großer Vorher­sagekraft, die Clark und Kollegen in zwei weiteren Arbeiten veröffent­lichten. „Wir haben die Grenzen in der Model­lierung immer weiter voran­getrieben und das Verständnis für die Implosions­vorgänge immer erweitert“, sagte Clark und erklärte, dass die Weiter­entwicklung des Modells unter Einbeziehung zusätzlicher Effekte die Genauigkeit wesentlich verbessert hat.

Clark sagte, dass er überrascht war, als er den Anruf bezüglich der Auszeich­nung erhielt, und beschrieb Ronald Davidson als „Titan der Plasmaphysik“, von dem er das Privileg hatte, in der Graduierten­schule zu lernen. „Es ist fantastisch, mit etwas geehrt zu werden, das seinen Namen trägt“, freute sich Clark, der zugestimmt hat, einen Perspektiven­beitrag für Physics on Plasmas zu schreiben.

AIP Publishing / LLNL / LK

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