Photo collage on cover page:  

Hands‐on education at Austrian university laboratories. 

Courtesy Technische Universität Wien, Institut für Angewandte Physik and Atominstitut, and 

Universität Innsbruck, Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik 

 

        

Fusion Research in Austria    

Activities in 2016 and 2017                   

Vienna April 2018 

            

 

Fusion Research in Austria  ‐ Activities in 2016 and 2017  

Compiled by Monika Fischer  This work has been partly carried out within the framework of the EUROfusion Consortium and has 

received funding from the Euratom research and training programme 2014‐2018 under grant agreement no 633053. The views and opinions expressed herein do not necessarily reflect those of 

the European Commission   

Supported by  

  

    

             

Fusion@ÖAW Coordination Office 

Apostelgasse 23 

1030 Wien Austria 

Tel. +43‐1‐51581‐2675 

http://www.oeaw.ac.at/fusion   

Copyright © 2018 by Austrian Academy of Sciences 

Vienna Printed in Austria

1

CONTENTS 

 

INTRODUCTION .......................................................................................................................... 2 

I. ON THE ROAD TO FUSION ENERGY  ........................................................................................ 4 

II. FUSION RESEARCH IN AUSTRIA  ............................................................................................. 8 

1.  OVERVIEW ………………………………………………………………………………………………………………….   8 

2.   HIGHLIGHTS ……………………………………………………………………………………………………………… 10 

     3.   FUSION EDUCATION …………………………………………………………………………………………………. 15 

    4.    PUBLICATIONS………………………………………………………………………………………………………….  20 

MANAGEMENT STRUCTURE……………………………………………………………………………………………... 27 

AUSTRIAN REPRESENTATIVES IN COMMITTEES RELEVANT FOR FUSION RESEARCH AND DEVELOPMENT (2016/2017) ………………………………………………………………………………………….... 28 

ABBREVIATIONS AND ACRONYMS ………………………………………………………………………………….... 29 

CONTACT INFORMATION ……………………………………………………………………………………………….....30 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

2 

INTRODUCTION 

 

 

The  construction  of  the  ITER,  the  world’s  largest  fusion  experiment 

which  will  be  the  first  device  to  produce  net  fusion  energy,  is 

progressing  well,  with  the  first  plasma  scheduled  for  2025.    The 

European Fusion Programme is strongly integrated and is presently preparing for the exploitation of 

ITER and the design of DEMO along The Roadmap to the Realization of Fusion Energy, a document 

which is constantly revised and adapted to current developments. 

This brochure is  intended to highlight the integration of Austrian fusion research into the European 

Fusion Research Programme and make successes visible.    

The largest part of Austrian fusion research is performed at university institutes, with approximately 

21  PhD  students  and  their  supervisors  participating  per  year.  Education  and  training  of  young 

researchers  therefore  continues  to  be  an  important  objective  of  the  Austrian  Fusion  Research 

Programme, which is well recognized by the number of PhD theses supported within the EUROfusion 

work package Education.  Selected theses completed in the period 2016/2017 or near completion are  

presented in chapter II.3. 

As  Austria  does  not  have  its  own  fusion  facilities,  opportunities  to  contribute  to  experiments  and 

modelling  at  JET,  ASDEX Upgrade  and Wendelstein  7‐X  are  vital  for  the  successful  participation of 

Austrian scientists  in the fusion programme.    I would therefore  like to commend the efforts by the 

EUROfusion  Programme  Management  Unit  and  task  leaders  to  schedule  and  manage  the 

experimental  campaigns  under  the  work  packages  Small  and Medium‐Sized  Tokamaks  (MST1  and 

MST2) as well as the campaigns at JET.  

The  involvement  of  industry  in  the  European  Fusion  Programme  and  the  accessibility  of  business 

opportunities triggered by the construction of ITER are of vital importance for the ITER project. In this 

respect,  valuable  support  is  provided by  the  Industrial  Liaison Officer  (ILO) at  the Austrian Federal 

Economic Chamber who circulates  information about calls and specialized meetings  for  industry to 

qualified  companies  and  organizes  the  participation  of  delegations  from  industry  in  specialized 

meetings.  

3 

Last, but not least I wish to thank all members of our Research Unit for their unbroken commitment 

and enthusiasm and the institutions listed below for their cooperation and support:   

  the Austrian Ministry for Science, Research and Economy and its representatives 

(as of January 2018, the Austrian Federal Ministry of Education, Science and Research) 

  the President, Presiding Committee and staff of ÖAW, 

  the Austrian Commission for the Coordination of Fusion Research at ÖAW, and 

  the responsible officers of the European Fusion Programme. 

       Vienna, February 2018             (Friedrich Aumayr 

  Head of Research Unit, Fusion@ÖAW)  

 

 

4 

I. ON THE ROAD TO FUSION ENERGY

ITER The  tokamak  ITER —designed  to  demonstrate  the  scientific  and  technological  feasibility  of  fusion power—will  be  the  world's  largest  experimental  fusion  facility.  ITER  is  built  in  international cooperation,  with  components  delivered  by  the  domestic  agencies  of  all  ITER  partners  (People’s Republic of China, European Union, India, Japan, Russian Federation, South Korea and United States of America).  The ITER Organization and the seven Domestic Agencies are now working collectively to meet the milestones detailed  in the new overall project schedule, which was approved by the  ITER Council in November 2016.  

During  the  period  2016/2017  there  has  been  intensive  construction  work  on  the  ITER  site  at Cadarache (in the south of France), and many heavy components have been delivered.   Up‐to‐date photographs and videos can be viewed at https://www.iter.org/. 

  In  August  2017,  a  temporary  lid  was  installed between  the  basement  and  the  upper  levels  of the  ITER  bioshield  (concrete  structure  between the  tokamak  and  the  building  hosting  it) Copyright © ITER Organization  http://www.iter.org  

 

The European domestic agency ‐ Fusion for Energy (F4E) 

F4E  was  established  for  a  period  of  35  years  from  19  April  2007.  On  4  December  2017  the organization celebrated its tenth anniversary together with about 500 participants representing F4E staff,  cooperation  partners  and  stakeholders.  The  event  was  honored  by  the  presence  of  the European Commissioner for Climate Action and Energy, Miguel Arias Cañete. Fusion for Energy has its headquarters in Barcelona (Spain) and is responsible for providing the European Union’s contribution to ITER.   Calls for tender, vacancies and up‐to‐date  information on the progress of the ITER project are published on F4E’s website http://fusionforenergy.europa.eu/ . 

Information for Austrian industry 

Harnessing fusion energy is an industrial effort to be backed up by targeted research. It is the task of the network of  Industrial Liaison Officers (ILOs) to raise awareness among qualified companies and advise them on ways to get involved in the ITER project. In cooperation with the ILOs, F4E organizes a series of information days and seminars to report on the roadmap of different procurement packages and  facilitate  partnerships  between  companies.  In Austria  the  function of  ILO  is  performed by  the Austrian Federal Economic Chamber which acts as a contact forum for Austrian companies qualified for participating in high‐tech industrial projects.     

5 

 

EUROfusion 

In 2014, 29 research organizations from 27 countries (European Union and Switzerland) acceded to the  EUROfusion  Grant  Agreement  and  signed  the  EUROfusion  consortium  agreement.  At  the beginning of 2017, the Ukrainian fusion research unit joined EUROfusion. 

The  first  plasma  in  ITER  is  expected  to  be  generated  in  2025.  To  prepare  for  the  experimental campaigns at ITER, EUROfusion manages campaigns at European tokamaks such as JET (Culham, UK), ASDEX Upgrade (IPP Garching, Germany), TCV (Lausanne, Switzerland) and MAST (Culham, UK) and coordinates the advancement of the fusion research base. With a view to future fusion power plants, Wendelstein  7‐X  represents  the  largest  device  of  the  stellarator  concept.  Up‐to‐date  information about recent results, news and vacancies within the European fusion research units can be found at  https://www.euro‐fusion.org/   JET (CCFE, Culham, United Kingdom)      

JET  at  the  Culham  Centre  for  Fusion  Energy (CCFE) is presently the largest tokamak in the world  and  the  only  fusion  experiment  in operation  which  is  capable  of  producing substantial  amounts  of  fusion  energy. EUROfusion  provides  the  work  platform  for jointly    exploiting  JET  in  an  efficient  and focused  way,  managing  experiments  at  JET within  the  annual  work  programmes  of  the ITER Physics Department.  

An overview on first results from experiments with the ITER‐like wall (ILW) which was installed in JET in  2010/2011  is  presented  in  X.  Litaudon  et  al.,  “Overview  of  the  JET  results  in  support  to  ITER”, Nuclear Fusion 57  (2017), 102001  (41pp);  co‐authors  from Fusion@ÖAW:   D. Tskhakaya  (TU Wien) and V. Yavorskij (Universität Innsbruck).  In this overview paper, the contribution of JET experiments in  the  period  2014‐2016  with  the  ITER  first  wall  materials  mix  and  the  underlying  physics understanding with improved diagnostics are reviewed in the context of optimizing the ITER Research Plan. Together with the ITER scenario development for deuterium–tritium (D–T) operation, a strong focus on JET utilization is pursued for addressing ITER needs and developing a sound physics basis for the extrapolation through first principle and integrated modelling.  

Among  the most  important  topics  for  investigation  in  JET  are  dust  production  (with  the  ILW  two magnitudes  lower  than  in  the  former  carbon‐wall machine),  erosion of  tungsten  components,  and methods for ELM control to mitigate divertor erosion. At present, the JET programme focuses on the integrated preparation of  the pure  tritium and deuterium–tritium experiments  scheduled  for 2018 and 2019.  

Virtual  vessel  of  JET  with  plasma  (blend  of computerized imagery and photography). Source:  https://www.euro‐fusion.org/  

6 

Experiments at medium‐size tokamaks (MST) managed by EUROfusion 

With  the  medium‐size  tokamaks  (MST)  programme  EUROfusion  coordinates  research  on  ASDEX Upgrade (AUG), MAST and TCV. This multi‐machine approach is instrumental to progress in the field, as  ITER  and  DEMO  core/pedestal  and  scrape‐off  layer  (SOL)  parameters  are  not  achievable simultaneously in present day devices. On the one hand, scenarios with tolerable transient heat and particle loads, including active edge localized mode (ELM) control are developed. On the other hand, divertor solutions including advanced magnetic configurations are studied. Considerable progress has been made on both  approaches,  in  particular  in  the  fields  of  ELM  control with  resonant magnetic perturbations  (RMP),  small  ELM  regimes,  detachment  onset  and  control  as  well  as  filamentary scrape‐off‐layer transport.  

Results  of  the MST  programme  up  to  2016  are  presented  in  H. Meyer,  “Overview  of  progress  in European medium sized tokamaks towards an integrated plasma‐edge/wall solution”, Nuclear Fusion 57  (2017),  102014  (16  pp);  co‐authors  from  Fusion@ÖAW:  F.  Laggner  (TU  Wien),  S.  Kasilov,  W. Kernbichler, A. Martitsch (TU Graz), S. Costea, C. Ionita‐Schrittwieser, A. Kendl, R. Kube, B. Schneider, R. Schrittwieser and  M. Wiesenberger ( Universität Innsbruck).  ASDEX Upgrade (IPP Garching, Germany) 

The  ASDEX  Upgrade  tokamak  at  Max‐Planck  Institut  für  Plasmaphysik  in  Garching  near  München (Germany)  started  operation  in  1991.  In  2002,  ASDEX  Upgrade  was  opened  to  use  by  fusion laboratories  from  all  over  Europe.    In  2014,  joint  exploitation  started  in  the  framework  of  the Medium Sized Tokamak Programme (MST) of EUROfusion.  

 

TCV  (Swiss Plasma Center, Lausanne, Switzerland) 

The  Tokamak  à  Configuration  Variable  (TCV)  started operation  at  École  Polytechnique  Fédérale  de  Lausanne (EFPL)  in 1992. In 2015/2016 the machine was upgraded to enforce  its capabilities such as strong shaping and electron heating  with  ion  heating,  additional  electron  heating compatible  with  high  densities  and  variable  divertor geometry.  The  TCV  programme  aims  at  ITER  support, explorations towards DEMO and fundamental research.   

Recent upgrades and experimental  results  are described  in S.  Coda  et  al.,  “Overview  of  the  TCV  tokamak  program: scientific progress and facility upgrades”, Nuclear Fusion 57 (2017),  102011  (12pp);  co‐authors  from  Fusion@ÖAW:  S. Costea,  C.  Ionita‐Schrittwieser,  B.  Schneider  and  R. Schrittwieser (Universität Innsbruck). 

 

 

ASDEX  Upgrade  vessel  view  during  2016 shut‐down.  The  new  bellows  protection plates  and  the modified  support  structure are  installed.  The  labyrinth‐like  protection plates  are  still  missing  as  well  as  the protection plates for the lower ELM control coils and divertor targets 

Source: http://www.ipp.mpg.de/  Image:  IPP, A. Herrmann 

d i 2016 h t

TCV tokamak at EPFL Image: Alain Herzog/EPFL 

7 

MAST‐U (CCFE, Culham, United Kingdom) 

The  upgraded MAST  facility  at  CCFE  (UK)  will  be  ready  for  experiments  as  of  2018. MAST‐U  is  a spherical tokamak which can explore a wide range of alternative divertor configurations. The plasma is heated using neutral beam injection and is equipped with ELM control coils and an extensive suite of diagnostics. 

 

 

 

Wendelstein 7‐X 

Wendelstein  7‐X,  located  in  Greifswald  (Germany),  is  the  worldwide  largest  stellarator.  After completion of the main assembly phase, the first plasma was achieved in December 2015. The facility was  officially  inaugurated  on  3  February  2016  in  the  presence  of  the  German  chancellor  Angela Merkel.  

The  main  objective  of  the  optimized  stellarator  Wendelstein  7‐X  (W7‐X)  is  the  demonstration  of steady‐state  plasma  operation  at  fusion‐relevant  plasma  parameters,  thereby  verifying  that  the stellarator is a viable fusion power plant concept.  

The  first  operational  campaigns  allowed  for  initial  physics  studies,  including  a  first  assessment  of power  balance  and  energy  confinement,  electron  cyclotron  resonant  heating  (ECRH)  power deposition experiments, and current drive experiments using electron cyclotron current drive. As in many plasma discharges the electron temperature exceeds the  ion temperature significantly, these plasmas are governed by core electron root confinement showing a strong positive electric  field  in the plasma center. Results of the first operational phase are summarized in R.C. Wolf et al., “Major results from the first plasma campaign of the Wendelstein 7‐X stellarator”, Nuclear Fusion 57 (2017), 102020  (13pp,  co‐authors  from  Fusion@ÖAW:    F.  Köchl  (TU  Wien/CCFE)  and  R.  Schrittwieser (Universität Innsbruck).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The  inside  of  the  stellarator  Wendelstein 7‐X  showing  the  reddish  tiles  made  of copper‐chromium‐zirconium.  Source: https://www.euro‐fusion.org/  Image:  IPP http://www.ipp.mpg.de

Disruptions inside the plasma of MAST Source:https://www.euro-fusion.org/

Image: © protected by United Kingdom Atomic Energy Authority

8 

II. FUSION RESEARCH IN AUSTRIA 

Activities in 2016 and 2017 

1.  OVERVIEW 

The largest part of Austrian fusion research is performed at university institutes, with approximately 21 PhD students per year. Education and training of young researchers therefore continues to be the major  focus  of  the  Austrian  Fusion  Research  Programme,  building  on  strong  cooperation  with European  fusion  labs  such  as  CCFE  (Culham,  United  Kingdom),  IPP  Garching  (Germany),  EPFL (Lausanne,  Switzerland),  FZ  Jülich  and  FZ  Karlsruhe  (Germany).    Major  activities/topics  are measurements  and  experiments  in medium‐size  tokamaks,  plasma‐wall  interaction, modelling  and simulation of plasma phenomena  in  tokamaks and  stellarators, materials  science,  superconductors for fusion application and socio‐economic studies on future energy scenarios.  

The major part of the Austrian fusion research programme is supported by EUROfusion. In addition, there have been small contracts with Fusion for Energy (carried out at Atominstitut/ TU Wien) and an advisory function within the ITER Fellowship of Fusion Science Programme (carried out at Institut für Angewandte Physik/ TU Wien).  

 Participation in EUROfusion 

As programme manager of the Austrian participation the Austrian Academy of Sciences (ÖAW) acts as  national  entry  point  and  beneficiary  of  the  EUROfusion  Grant  Agreement.    Fusion  research  is performed  at  the  Erich  Schmid  Institute  of  Materials  Science  at  ÖAW  and  at  four  linked  parties:  Research  Studio  iSPACE  in  Salzburg,  Technische Universität Graz,  Technische Universität Wien  and Universität Innsbruck. The share of ÖAW and its linked third parties is shown below.  

       

Austrian participation in EUROfusion:  Share of ÖAW and Linked Third Parties (based on average expenditure 2016/2017; 

 source:  Fusion@ÖAW) 

9 

Participation in EUROfusion work packages  Period:  2016/2017 

PART OF THE PROGRAMME   INSTITUTION  SCIENTISTS INVOLVED  

ITER PHYSICS  

WP01 JET Campaigns (WPJET1)  UIBK  K. Schöpf 

WP04 JET Enhancements (WPJET4)  UIBK  K. Schöpf 

WP05 Medium‐Sized‐Tokamak Campaigns (WPMST1)  TU Graz TU Wien UIBK 

W. Kernbichler F. Aumayr A Kendl R. Schrittwieser  

WP06 Preparation of the Exploitation of Medium‐Sized Tokamaks (WPMST2) 

UIBK  R. Schrittwieser C. Ionita 

WP07  Preparation  of  efficient  PFC  operation  for  ITER and DEMO (WPPFC) 

TU Wien TU Wien UIBK 

F. Aumayr D. Tskhakaya  M. Probst  

WP11 Preparation and Exploitation of W7‐X Campaigns (WPS1) 

TU Graz TU Wien UIBK 

W. Kernbichler F. Köchl R. Schrittwieser 

WP12  Stellarator  optimization  theory  development, modelling and engineering (WPS2) 

TU Graz  W. Kernbichler 

WP13 Code Development for integrated modelling (WPCD) 

TU Wien UIBK 

D. Tskhakaya M. Probst  

 POWER PLANT PHYSICS AND TECHNOLOGY  

WP16 Magnet system (WPMAG)  TU Wien  M. Eisterer 

WP25 Materials (WPMAT)  ÖAW‐ESI TU Wien 

R. Pippan H. Leeb 

 Socio‐Economic Research on Fusion (SERF)  

WP28 Socio Economic studies (WPSES)  Research Studios Austria FG 

M. Biberacher 

EDUCATION  

   

WP30 Education (WPEDU)  TU Graz  ÖAW‐ESI TU Wien  UIBK  

20 PhD students 12 mentors 

ENABLING RESEARCH (starting 2017)  

   

WP32 Enabling Research (WPENR)  TU Wien  

M. Eisterer   

 Abbreviations:      TU Graz = Graz University of Technology 

TU Wien = Vienna University of Technology UIBK = University of Innsbruck ÖAW‐ESI = Erich Schmid Institute of Materials Science at ÖAW  

10 

2. HIGHLIGHTS  

WP05‐MST1:  Medium‐Size Tokamaks  

Experimental work – pedestal studies 

The paper F M Laggner, E. Wolfrum, F Mink, E Viezzer, M G Dunne, P Manz, H Doerk, G Birkenmeier, R  Fischer,  S  Fietz, M Maraschek, M Willensdorfer,  F Aumayr,  the EUROfusion MST1 Team and  the ASDEX Upgrade Team, “High frequency magnetic fluctuations correlated with the inter‐ELM pedestal evolution in ASDEX Upgrade”,  Plasma Physics and Controlled Fusion 58 (2016),  https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/6/065005, was among the most popular articles downloaded in 2016 and was therefore selected as a Highlight of 2016 by IOP. 

Research group: F. Aumayr et al., Institut für Angewandte Physik, TU Wien 

Excerpt from Abstract:  In order to understand the mechanisms that determine the structure of the high confinement mode (H‐mode) pedestal,  the evolution of the plasma edge electron density and temperature profiles between edge localized modes (ELMs) was investigated. The magnetic fluctuation  frequency  detected  at  the  onset  of  ELMS  was  analysed  for  a  variety  of  plasma  discharges with different electron pressure pedestals.  

Figure 1.   Pre‐ELM profiles of (a) the plasma edge electron density ne, (b) the electron temperature Te and (c) the ratio of electron to magnetic pressure βe. The shaded areas represent the propagated variation of the uncertainties  in  data  evaluation  and  the  standard  deviation  of  the  ELM‐synchronised  average.  Both discharges have similar βe profiles and vary in pedestal top electron collisionality ν∗e,ped. 

Modelling and simulation 

A.F. Martitsch, S.V. Kasilov, W. Kernbichler, G. Kapper, C.G. Albert, M.F. Heyn, H.M. Smith, E. Strum‐berger,  S.  Fietz, W.  Suttrop,   M.  Landreman,  the ASDEX Upgrade Team and  the EUROfusion MST1 Team,  “Effect  of  3D  magnetic  perturbations  on  the  plasma  rotation  in  ASDEX  Upgrade”,  Plasma Physics and Controlled Fusion 58(7) 2016, https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/7/074007. 

Research group:  W. Kernbichler et al., Institut für Theoretische Physik – Computational Physics, TU Graz 

Excerpt  from  Abstract:  The  toroidal  torque  due  to  the  non‐resonant  interaction  with  external magnetic  perturbations  (TF  ripple  and  perturbations  from  ELM  mitigation  coils)  in  ASDEX Upgrade was modelled with  the help of  the NEO‐2 and  SFINCS  codes  and  compared  to  semi‐analytical models. It was shown that almost all non‐axisymmetric transport regimes contributing to neoclassical toroidal viscosity (NTV) were realized within a single discharge at different radial positions. The NTV torque was obtained to be roughly a quarter of the neutral beam injection (NBI) torque. This indicates the presence of other important momentum sources.  

11 

 

Figure 2. Ion contribution to the NTV torque density produced by the ELM mitigation coils with a phase of 90 degrees as a function of the normalized poloidal radius. Neglecting the effect of magnetic drift (left), the NEO‐2  result  (solid  line)  is  compared  to  SFINCS  (dashed  line),  to  a  semi‐analytical  Hamiltonian  model  (dash–dotted line) and to the bounce‐averaged model by Shaing  (dotted line). The NEO‐2 result including both,  E  ×  B  drift  and magnetic  drift,  is  compared  to  the  semi‐analytical Hamiltonian model  taking  into account drift‐orbit (do) and superbanana‐plateau (sbp) resonances. 

WP06‐MST2:  Preparation of the Exploitation of Medium‐Size Tokamaks 

S. Costea, B.  Fonda,   J.  Kovacic,   T.  Gyergyek,   B.  Schneider,   R.  Schrittwieser  and and C.  Ionita,” Bunker probe:  a  plasma  potential  probe  almost  insensitive  to  its  orientation  with  the  magnetic  field”,   Review of Scientific Instruments  87(5) 2016,  http://dx.doi.org/10.1063/1.4951688 . 

Research group:  R. Schrittwieser, Institute für Ionenphysik und Angewandte Physik, UIBK 

Excerpt from Abstract:  Ion‐sensitive probes have the ability to suppress a large part of the electron current, thus measuring the plasma potential directly.  For these probes to work, almost perfect alignment with the total magnetic field is necessary. As magnetic fields are curved, this condition cannot  always  be  fulfilled.  Under  this  perspective,  a  plasma  potential  probe  (Bunker  probe) based on the principle of  the  ion sensitive probe but almost  insensitive to  its orientation with the total magnetic field has been developed and tested by S. Costea, C. Ionita, R. Schrittwieser et al.    The  Bunker  probe  can  be  used  to  measure  the  plasma  potential  inside  fusion  devices, especially in regions with complex magnetic field topology.  

 

Figure  3.  Cross  sections  of  the  Bunker probe  and  trajectories  of magnetically  confined  ions  (blue, +) and electrons (red ‐ for different orientations  of  the  probe  with respect  to  the  magnetic  field  (B, green arrow). 

12 

WP07‐PFC: Preparation of Efficient PFC Operation for ITER and DEMO 

B.M.  Berger,    R.  Stadlmayr,  D.  Blöch,  E. Gruber,  K.  Sugiyama,  T.    Schwarz‐Selinger  and  F.  Aumayr, “Erosion of Fe‐W model systems under normal and oblige D Ion irradiation”,  Nuclear Materials and Energy 12  (2017), https://doi.org/10.1016/j.nme.2017.03.030 .  

Research group:  F. Aumayr et al., Institut für Angewandte Physik, TU Wien 

Excerpt  from Abstract:    The  dynamic  erosion  behaviour  of  iron‐tungsten  (Fe‐W) model  films  (with 1.5at% W) resulting from 250 eV deuterium (D) irradiation was investigated under well‐defined laboratory  conditions.  For  three  different  impact  angles  (0°,  45°  and  60°with  respect  to  the surface  normal)  the  erosion  yield  was monitored  as  a  function  of  incident  D  fluence  using  a highly sensitive quartz crystal microbalance technique (QCM).  In addition, the evolution of the Fe‐W  film  topography  and  roughness  with  increasing  fluence  was  observed,  using  an  atomic force microscope (AFM). The mass removal rate for Fe‐W is found to be comparable to the value of a pure Fe film at low incident fluences, but strongly decreases with increasing D fluence. This is  consistent  with  earlier  observations  of  a  substantial  W  enrichment  at  the  surface  due  to preferential Fe sputtering.  

High  resolution  AFM  images  reveal  that  continued  ion  irradiation  leads  to  significant  surface roughening  and    formation  of  nano‐dots  or  nano‐ripples.  This  may  indicate  that  the  W enrichment at the surface due to preferential sputtering of Fe is not exclusively responsible for the observed reduction in erosion with increasing D fluence. 

Figure 4. Evolution of the mass removal rate (mrr) of Fe‐W (1.5 at% W) and pure Fe films as a function of the applied D fluence (flc) for irradiation with 250 eV/D under normal impact ( α = 0° ). For low fluences the mass  removal  rate  for  Fe‐W  is  close  to  the  value  of  pure  Fe.  With  increasing  fluence,  a  significant reduction of the Fe‐W mass removal rate is observed. The insets (a) and (b) show the mean slope of the mrr‐curve for 3 different impact angles (0° , 45° and 60° ) at fluences between 0 and 1∙ 1023 D/m2  (a) and at  fluences  between  2∙  1023  D/m2    and  3∙  1023  D/m2    (b).  The  shaded  areas  represent  the  estimated experimental errors. 

 

13 

WP12‐S2: Stellarator Optimization 

S.V.  Kapper,    V.  Kasilov, W.  Kernbichler,  A.  F. Martitsch, M.  F.  Heyn,  N.  B. Marushchenko  and  Y. Turkin, “Electron cyclotron current drive simulations for finite collisionality plasmas in Wendelstein 7‐X using the full linearized collision model”, Physics of Plasmas 23/11 (2016),  https://doi.org/10.1063/1.4968234. 

Research group: W. Kernbichler et al.,  Institut  für Theoretische Physik – Computational Physics, TU Graz Excerpt  from  Abstract:  While  models  of  electron  cyclotron  current  drive  (ECCD)  efficiency  with 

collisionless  limits  are  sufficient  for  plasmas with  low  collisionality,  they might  underestimate the current drive in plasmas at low temperatures. In this paper, the impact of finite collisionality effects  on  the  wave‐induced  current  drive  is  studied  for  a  high  mirror  configuration  of Wendelstein  7‐X  using  a  combination  of  the  drift  kinetic  equation  solver  NEO‐2  and  the  ray‐tracing code TRAVIS. The generalized Spitzer function is modeled with NEO‐2;  results of the ray‐tracing code TRAVIS using the ECCD efficiency from NEO‐2 within the adjoint approach show a significant difference of the driven current as compared to commonly used collisionless models for the ordinary as well as the extraordinary second harmonic mode. 

Figure 5. Scenario X2a ‐ Locally absorbed power dP/dl (left) and locally driven current dI/dl (right) for the finite collisionality and the collisionless case as functions of the distance along the central ray l. Contributions of  passing  and  trapped  particles  are  depicted  as  dashed  and  dotted  lines,  respectively.  The  cold  resonance position is marked with a thick vertical line. 

Figure  6.  Scenario  X2a  ‐  Current  density  integral  kernel  as  a  function  of  the  parallel  and  perpendicular normalized  velocities  for  finite  collisionality  (left)  and  collisionless  limit  (right).  The  three  numbered resonance lines correspond to respective positions indicated by numbered vertical lines in figure 5. The trapped  passing  boundary  is  shown by  dashed  lines.  Colors  are  supersaturated  in  order  to  clarify  the different signs of kernel F in different regions. 

 

14 

WP13‐CD Code Development 

Several  codes  for plasma modelling were developed at Austrian universities under  the Contract of Association  between  EURATOM  and  the  Austrian  Academy  of  Sciences  and  the  European  Fusion Development  Agreement  (EFDA).    Most  of  these  codes  became  part  of  the  Integrated  Tokamak Modelling  (ITM)  Programme  under  EFDA  and  have  been  further  upgraded  and  adapted  under EUROfusion.    Prominent  examples  are  the  codes  BIT1  (D.  Tskhakaya  et  al.,  Universität  Innsbruck/ Technische Universität Wien),  JINTRAC  (F. Köchl et  al.,  Technische Universität Wien  in  cooperation with  CEA)  and  NEO‐2  (W.  Kernbichler  et  al.,  Technische  Universität  Graz  in  cooperation  with  IPP Garching). 

In a  joint effort of all  contributors  to  the work package Code Development, workflows  involving at least  two edge codes have progressed beyond the 2015 prototype, which coupled the plasma‐wall interaction  and  impurity  transport  code  ERO  to  SOLPS.  In  2016,  the  main  scheme  for  workflows coupling  SOLPS  to  ERO  and  BIT1  was  devised.  As  from  2017,  ITER  and  EUROfusion  cooperate  to develop the Integrated Modelling and Analysis Suite (IMAS). 

Scenario modelling with JINTRAC 

S. Wiesen,   F. Koechl, P. Belo, V. Kotov, A. Loarte, V. Parail, G. Corrigan, L. Garzotti and D. Harting, “Control  of  particle  and  power  exhaust  in  pellet  fuelled  ITER  DT  scenarios  employing  integrated models”, Nuclear Fusion 57 (2017), https://doi.org/10.1088/1741‐4326/aa6ecc 

Research group:  M. Eisterer, Atominstitut, TU Wien 

Excerpt  from  Abstract:  The  integrated model  JINTRAC  is  employed  to  assess  the  dynamic  density evolution of  the  ITER baseline scenario when fuelled by discrete pellets. The consequences on the  core  confinement  properties, α‐particle  heating  due  to  fusion  and  the  effect  on  the  ITER divertor  operation,  taking  into  account  the material  limitations  on  the  target  heat  loads,  are discussed within the integrated model.  

It  is  concluded  that  integrated  models  like  JINTRAC,  if  validated  and  supported  by  realistic physics  constraints,  may  help  to establish  suitable  control  schemes  of  particle  and  power exhaust in burning ITER DT‐plasma scenarios. 

 Figure  7.    Time  transients  of  critical  divertor  detachment  characteristics  for  the modelled  ITER  high‐density 

baseline scenarios case with 60 MW radiative fraction  in the SOL and top pedestal   1.05  ∙ 1020 m−3. The time‐axis starts at the beginning of the JINTRAC simulation (t   =   0 s) which began from a non‐detached plasma‐state. As simulation time advances,  the divertor plasma  is driven  into a detached state (as seen from the particle  flux Γtarg  roll‐over and drop  in qtarg).  In  the saturated phase after 0.5 s,  regular pellet injections are triggered when the main plasma falls below the minimum density d  =  1.05 ∙ 1020 m−3. These cause a transient reduction of the degree of detachment shortly after pellet ablation times. 

15 

3. FUSION EDUCATION 

Given  that  in  Austria  the  main  contribution  to  the  EUROfusion  work  programme  is  made  by universities,  Fusion@ÖAW  considers  “education  of  the  generation  ITER”  as  its  most  important mission. The institutions participating in the Austrian Fusion Research Programme offer mentoring to a yearly average of 20 PhD students working on fusion‐relevant PhD‐theses. 

Selected PhD theses completed /near completion in 2016/2017 

ITER physics 

Medium‐size tokamaks ‐ pedestal physics and ELMs 

Inter ELM pedestal structure development in ASDEX Upgrade (completed: May 2017) 

F. Laggner, Institut für Angewandte Physik, TU Wien; Supervisor:  F. Aumayr 

At  the  edge  of magnetically  confined  fusion  plasmas,    a  steep  pressure gradient occurs  that  forms  the  so‐called pedestal and  is  limited by edge localized modes  (ELMs).  The  objective  of  this  thesis  was  to  understand how  the  pedestal  temporally  evolves  between  ELMs  and  when  the stability  limit  is  reached. Moreover  the structure of  the pedestal  (height and  width  of  the  pressure  gradient)  in  plasma  with  different  main  ion species was investigated.   

The detailed  investigation of  the pedestal  recovery phases after an ELM crash  showed  for  the  first  time  that  the  sequence  of  recovery  phases evolves  independently  of  main  ion  species,  plasma  collisionality  and plasma shape until the stability limit is reached. It was also shown that the fast  increase  of  the  electron‐density  pedestal  is  not  dominated  by  the neutral  dynamics  in  the  divertor  or main  chamber  because  it  occurs  on faster  timescales.  The  magnetic  fluctuations,  occurring  in  the  pre‐ELM phase with  constant  pressure  gradient, were  characterized  in  detail  for  the  first  time.  It  has  been shown  that  the  underlying  instability  is  located  close  to  the minimum  of  the  radial  electric  field, shows a toroidal mode number of 11 and is also detectable on the high‐field side. 

Publications in scientific journals in 2016/2017 (first author): 

F.M.  Laggner,  E.  Wolfrum,  M.  Cavedon,  F.  Mink,  E.  Viezzer,  M.G.  Dunne,  P.  Manz,  H.  Doerk,  G. Birkenmeier, R. Fischer, S. Fietz, M. Maraschek, M. Willensdorfer, F. Aumayr, the EUROfusion MST1 Team  and  the  ASDEX  Upgrade  Team,    “High  frequency  magnetic  fluctuations  correlated  with  the inter‐ELM  pedestal  evolution  in  ASDEX  Upgrade”,  Plasma  Phys.  Control.  Fusion  58  (2016), https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/6/065005, selected by IOP as  Highlight of 2016. 

F.M.  Laggner,  E.  Wolfrum,  M.  Cavedon,  F.  Mink,    M.  Bernert,  M.G.  Dunne,  P.A.  Schneider,  A. Kappatou,  G.  Birkenmeier,  R.  Fischer,  M.  Willensdorfer,  F.  Aumayr,  EUROfusion  MST1  Team  and ASDEX Upgrade Team, “Pedestal structure and inter‐ELM evolution for different main ion species in ASDEX Upgrade“,  Physics of Plasmas  24 (2017), http://dx.doi.org/10.1063/1.4977461.  

F.M. Laggner, S. Keerl, J. Gnilsen, E. Wolfrum, M. Bernert, D. Carralero, L. Guimarais, V. Nikolaeva, S. Potzel, M. Cavedon, F. Mink, M.G. Dunne, G. Birkenmeier, R. Fischer, E. Viezzer, M. Willensdorfer, M. Wischmeier,  F.  Aumayr,  the  EUROfusion  MST1  Team  and  the  ASDEX  Upgrade  Team,  “Divertor, scrape‐off layer and pedestal particle dynamics in the ELM cycle on ASDEX Upgrade”, Plasma Physics and Controlled fusion 60/2 (2017), https://doi.org/10.1088/1361‐6587/aa90bf. 

F.M. Laggner,  E. Wolfrum, M. Cavedon, M.G. Dunne, G. Birkenmeier, R. Fischer, M. Willensdorfer, F. Aumayr, the EUROfusion MST1 Team and the ASDEX Upgrade Team, “Plasma shaping and its impact on  the pedestal  of ASDEX Upgrade:  Edge  stability  and  inter‐ELM dynamics  at  varied  triangularity”, submitted to Nuclear Fusion.  

16 

Plasma‐facing components 

 Laboratory work on plasma‐wall‐interaction processes relevant for fusion experiments (completed May 2017) 

B. Berger, Institut für Angewandte Physik, TU Wien; Supervisor:  F. Aumayr 

To  pave  the  way  towards  a  future  fusion  power  plant  it  is  crucial  to develop  a  first  wall  that  can  withstand  the  high  heat  fluxes  and energetic  particle  bombardment  long  enough  to  ensure  economical operation  of  the  power  plant.  To  gain  deeper  insight  on  erosion processes, fusion‐relevant plasma‐wall‐interactions were studied under controlled  laboratory conditions, using a highly sensitive quartz crystal microbalance (QCM) technique.  

One of projectile‐target combinations  investigated within  this  thesis  is the erosion of tungsten‐nitride (WN) by deuterium (D) ions. In a future fusion  device,  impurity  seeding  into  the  plasma  is  required  to  reduce the power flux to the divertor. Nitrogen seeding is an effective coolant at  the plasma edge.  In  combination with  a  tungsten  (W) divertor,  the formation of WN surface layers is observed. In this work the erosion of 

WN and W  films was  studied  under D  ion bombardment  at  500  and 1000eV/D.  For W a  constant erosion rate was measured with increasing D fluence, whereas for WN an initially enhanced erosion rate was observed, until  steady state conditions were reached. Simulations of  this process  indicate that the initially higher erosion rate of WN is caused by enhanced N erosion.  

In  addition,  fluence  dependent  sputter  experiments were  carried  out  for  thin  iron‐tungsten  (FeW) films under 250 and 1000 eV/D  ion bombardment (1.5 at% W).   FeW is a model system for heavy‐element  containing  steels  (e.g.  EUROFER), which  are  considered  as possible materials  for  recessed areas in a future fusion reactor. In particular, The incident angle of the ion beam was varied for 250 eV and the sample’s topography and roughness was investigated before and after the exposure to a total  fluence  of  3  ∙  1023  D/m2.  The  initially  more  pronounced  reduction  of  the  erosion  yield  for oblique ion impact, vanishes with increasing fluence and reaches the value of normal incidence. This effect is related to a significant surface roughening and the formation of nano‐dots or nano‐ripples.  Publications in scientific journals in 2016/2017 (first author): 

B.M. Berger, R.  Stadlmayr, G. Meisl, M. Cekada, C. Eisenmenger‐Sittner, T. Schwarz‐Selinger and F. Aumayr, “Transient effects during erosion of WN by deuterium  ions  studied with  the quartz  crystal microbalance  technique”, Nuclear  Instruments and Methods  in Physical Research B 382  (2016), pp. 82–85, https://doi.org/10.1016/j.nimb.2016.04.060 . 

B.M.  Berger,  R.  Stadlmayr,  D.  Blöch,  E.  Gruber,  K.  Sugiyama,  T.  Schwarz‐Selinger  and  F.  Aumayr,  “Erosion of Fe‐W model  system under normal and oblige D  ion  irradiation”, Nuclear Materials and Energy 12 (2017), https://doi.org/10.1016/j.nme.2017.03.030. 

B. M.  Berger,  P.  S.  Szabo,  R.  Stadlmayr    and  F.  Aumayr,  “Sputtering measurements  using  a  quartz crystal microbalance as a catcher”, Nuclear Instruments and Methods in Physical Research B (2017), Beam Interactions with Materials and Atoms, 406/Part B,   https://doi.org/10.1016/j.nimb.2016.11.039. 

17 

Modeling and theory 

Modeling of plasma rotation in tokamaks (completed: June 2016) 

A. Martitsch, Institut für Theoretische Physik – Computational Physics, TU Graz;  supervisor: W. Kernbichler 

The magnetic field of an ideal tokamak without external perturbations has a toroidal symmetry which can be broken due to the finite number of  toroidal  field  coils.  Perturbations  (e.g.  resonant  magnetic perturbation – RMP coils  for ELM mitigation)  lead to a toroidal torque that changes the toroidal rotation velocity of the plasma. 

Toroidal plasma rotation has a decisive impact on the operational state of  fusion  plasmas.  Due  to  technical  reasons,  small  magnetic  field perturbations are always present in fusion plasmas. In the frame of this thesis a numerical approach for computing the toroidal torque caused by  external  magnetic  field  perturbations  was  developed.  This  model was successfully verified against experimental  results and may help to actively control fusion plasmas in future devices.  

Publications in scientific journals in 2016/2017 (first author): 

A.F.  Martitsch,  S.V.  Kasilov,  W.  Kernbichler,  G.  Kapper,  C.G.  Albert,  M.F.  Heyn,  H.M.  Smith,  E. Strumberger,  S.  Fietz, W.  Suttrop, M.  Landreman,  the  ASDEX  Upgrade  Team  and  the  EUROfusion MST1 Team, “Effect of 3D magnetic perturbations on the plasma rotation in ASDEX Upgrade”, Plasma Physics and Controlled Fusion 58 (2016),  https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/7/074007. 

The  Hamilitonian  approach  to  resonant  transport  regimes  in  tokamak  plasmas  with  non‐axisymmetric perturbations (completed: June 2017) 

C. Albert, Institut für Theoretische Physik – Computational Physics, TU Graz; Supervisor:  W. Kernbichler 

The  non‐resonant  part  of  non‐axisymmetric  perturbations  of  the magnetic  field  in  tokamaks  such  as  ripple  fields,  error  fields  and  RMPs introduced  for  ELM  control  cause  a  torque  linked  to  non‐ambipolar transport (neoclassical toroidal viscosity ‐ NTV). In this thesis, the torque from  resonant  transport  regimes  for  the  quasilinear  (e.g.  superbanana plateau) and non‐linear (e.g. superbanana) limit as well as the transition region between them were evaluated with a Hamiltonian approach.   

Results  from  the  implementation  of  this  approach  in  the  code  NEO‐RT were  validated  against  runs  from  the  drift‐kinetic  codes  NEO‐2  and SFINCS at low collisionalities. The importance of the magnetic shear term (which is absent in the standard local neoclassical model) in the magnetic drift frequency and a significant effect of the magnetic drift on drift‐orbit resonances were demonstrated.  

Publications in scientific journals in 2016/2017 (first author): 

C.G.  Albert,  M.F.  Heyn,  S.V.  Kasilov,  W.  Kernbichler  and  A.F.  Martitsch,  “Kinetic  modeling  of  3D equilibria in a tokamak”, Journal of Physics Conference Series 775/1 (2016), http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742‐6596/775/1/012001.  

C.  Albert,  M.F.  Heyn,  G.  Kapper,  S.V.  Kasilov, W.  Kernbichler  and    A.  F.  Martitsch,“Evaluation  of toroidal torque by non‐resonant magnetic perturbations in tokamaks for resonant transport regimes using a Hamiltonian approach”, Physics of Plasmas 23/8 (2016), https://doi.org/10.1063/1.4961084. 

18 

Full‐F gyro‐fluid modelling of the tokamak edge and scrape‐off layer (completed:  March 2017)  

M. Held, Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, UIBK; Supervisor:  A. Kendl 

The  first  numerical  study  of  this  thesis  exploited  a  two  dimensional thermal model  in  a  simple  slab magnetic  field  geometry  for  analyzing the  influence  of  temperature  dynamics  and  dynamic  finite  Larmor radius (FLR) effects  on the interchange motion of SOL blobs.  

The    second  numerical  study  reproduced  drift  wave  and  zonal  flow dynamics, using the two‐dimensional ordinary and modified Hasegawa‐Wakatani model.  In  the next  step SOL physics was added  to study the interplay  between  drift waves,  zonal  flows,  interchange  dynamics  and ion temperature effects around the separatrix.  

The  last  part  of  this  thesis  focused  on  interchange  mode  blow‐out  in  a  realistic  field  geometry, showing  the  typical  ballooning  of  the  interchange  mode  and  parallel  aligned  filaments.  Plasma filaments  determine  the  pressure  profile  in  the  tokamak  SOL  and  the  related  particle  and  heat transport  at  first  wall  and  divertor.  Control  and  understanding  of  this  transport  is  of  crucial importance  for  the  success  of  nuclear  fusion  devices,  taking  into  account  the  limits  of  first‐wall materials.   Numerical simulations performed in the framework of this thesis have shown that finite ion temperature leads to very compact structures of filaments and significantly enhances zonal flows.     

Publications in scientific journals in 2016/2017 (first author): 

M.  Held, M. Wiesenberger,  J. Madsen  and  A.  Kendl,  ”The  influence  of  temperature  dynamics  and dynamic  finite  ion  Larmor  radius  effects  on  seeded  high  amplitude  plasma  blobs”, Nuclear  Fusion 56/12 (2016), https://arxiv.org/abs/1602.04999  

Multi‐species gyrofluid tokamak turbulence 

O. Meyer, Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, UIBK Innsbruck; Supervisor: A. Kendl 

A  commercial  fusion  plasma  consists  of  deuterium‐tritium  blend, which  is  heavier  than  pure  hydrogen  or  deuterium  discharges. Many previous results on plasma turbulence in the plasma edge of tokamaks were obtained with “lighter” plasma mixtures.  

Heavy  hydrogen  isotope  plasmas  show  slower  outward  filament propagation and thus improved confinement properties compared to  light  isotope  plasmas,  regardless  of  collisionality  regimes. Similarly,  filaments  in  fully  ionized helium move more slowly than in deuterium. Different mass effects on the filament inertia through polarization,  finite  Larmor  radius,  and  parallel  dynamics  were identified and isotopic mass effects on seeded (low amplitude) blob filaments in the tokamak SOL were analyzed by means of a delta‐f 

gyrofluid model.  

Publications in scientific Journals in 2016/2017 (first author): 

O.H.H. Meyer and A. Kendl,  “Isotope effect on gyrofluid edge  turbulence and zonal  flows”, Plasma Physics and Controlled Fusion 58/11 (2016), https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/11/115008. 

O.H.H. Meyer and A. Kendl, “Isotope effect on filament dynamics  in fusion edge plasmas”,   Plasma Physics and Controlled Fusion 59, 065001 (2017), https://doi.org/10.1088/1361‐6587/aa6947  

O.H.H. Meyer  and A. Kendl,  “Isotope effect on blob  statistics  in  gyrofluid  simulations of  scrape‐off layer turbulence”, Nuclear Fusion 57, 126066 (2017), https://arxiv.org/abs/1705.10641    

19 

Power Plant Physics and Technology 

Materials development 

Mechanical properties of fusion‐relevant materials 

V. Nikolic, Erich‐Schmid Institut für Materialwissenschaft at ÖAW; Supervisor:  R. Pippan 

Tungsten  (W)  and  tungsten‐based  materials  are  considered  as  top candidates  for  fusion  applications  due  to  their  supreme  high temperature  properties.  Major  drawbacks,  however,  are  their  low ductility at room temperature and their high ductile‐to‐brittle transition temperature  (DBTT).  In  order  to  overcome  these  difficulties,  various strategies are explored to enhance the ductility of tungsten.  A special focus  of  this  work  is  on  the  influence  of  the  microstructure  and microstructural changes on the material’s behaviour. 

The  successful  application  of  W  for  future  fusion  devices  will  be determined by both a decrease of the DBTT and an increase of ductility and fracture toughness. The  extreme  environment in a fusion reactor poses stringent criteria  for  the choice of materials, but also paves the way to new developments such as tungsten foil  laminates and tungsten wires. The  investigation of the mechanical properties of such elements is a major focus of this thesis.    

Publications in scientific journals in 2016/2017 (first author): 

V.  Nikolic,  S.  Wurster,  D.  Firneis  and  R.  Pippan,  “Improved  fracture  behavior  and microstructural characterization  of  thin  tungsten  foils”,  Nuclear  Materials  and  Energy  9  (2016),  pp.181‐188, https://doi.org/10.1016/j.nme.2016.06.003. 

Magnets – High‐Temperature Superconductors 

Radiation robustness of superconductors in view of application in fusion devices 

D. Fischer, Atominstitut, TU Wien; Supervisor:  M. Eisterer 

This thesis investigates the impact of neutron irradiation on the ability of  high‐temperature  superconductors  to  maintain  loss‐free  current transport.  In  the course of  this work, a physical model describing  the behaviour of superconductors after neutron irradiation is developed. 

In  a  tokamak,  ultra‐strong  magnetic  fields  are  generated  by  huge electric currents running through superconducting magnetic coils. The fusion  reaction  produces  helium  and  a  neutron.  Although  the  tiles  in the  plasma  chamber  and  the  radiation  shields  stop  most  of  the neutrons,  a  small  but  relevant  fraction  hits  the  superconducting magnet  coils  and  changes  the  microstructure  and  physical characteristics  of  the  material.  Up  to  a  certain  point,  the superconductors  (SC)  improve  their  ability  to  sustain  dissipation‐free current.  Continuing  exposure  to  radiation,  however,  leads  to  a reduction of the critical current and to the loss of superconductivity in the worst case.  

Publications in scientific journals in 2016/2017 (first author): 

D.X.  Fischer, R Prokopec,  J  Emhofer and M. Eisterer,  “The effect of  fast neutron  irradiation on  the superconducting properties of REBCO coated conductors with and without artificial pinning centers”, submitted to Superconductor Science and Technology.  

 

20 

4. PUBLICATIONS   

Erich‐Schmid Institute of Materials Science at ÖAW 

Conference contribution 

V.  Nikolic,  M.  Pfeifenberger,  A.  Hohenwarter  and  R.  Pippan,  “Fracture  toughness  evaluation  and microstructural characterization of drawn tungsten wires”, 18th  International Conference on Fusion Reactor Materials (ICFRM‐18), Aomori, Japan, 5 November 2017. 

Article in scientific journal 

V.  Nikolic,  S.  Wurster,  D.  Firneis  and  R.  Pippan,  “Improved  fracture  behavior  and microstructural characterization  of  thin  tungsten  foils”,  Nuclear  Materials  and  Energy  9  (2016),  pp.181‐188, https://doi.org/10.1016/j.nme.2016.06.003. 

 

Research Studio Salzburg 

Conference contributions 

H.  Cabal,  Y.  Lechón,  Y,  F.  Gracceva, M.  Biberacher,  D. Ward,  C.  Bustreo,  D.  Dongiovanni  and  P.E. Grohnheit,  “Exploration of  fusion power penetration under different global  energy  scenarios using the EFDA Times energy optimization model”, 26th IAEA Fusion Energy Conference, Kyoto, Japan, 17‐22 October 2016. 

H. Cabal, Y. Lechón, F. Gracceva, C. Bustreo, M. Biberacher, D. Dongiovanni, P.E. Grohnheit, S. Fietz and    R.  Kembledon,  “Meeting  the  new  environmental  targets  with  fusion  power”,  27th  IEEE Symposium On Fusion Engineering, Shanghai, China, 4‐8 June 2017.  Technische Universität Graz/Institut für Theoretische Physik – Computational Physics 

Conference contributions 

2016 

C.G.  Albert, M.F.  Heyn,  G.  Kapper,  S.V.  Kasilov, W.Kernbichler,  A.F. Martitsch  and  the  EUROfusion MST1  Team,  “Hamiltonian  approach  for  evaluation  of  toroidal  torque  from  finite  amplitude  non‐axisymmetric  perturbations  of  a  tokamak  magnetic  field  in  resonant  transport  regimes”,  43rd European Physical Society Conference on Plasma Physics, Leuven, Belgium,  4‐8 July 2016. 

C.G.  Albert,  M.F.  Heyn,  S.V.  Kasilov,  G.  Kapper,  W.Kernbichler  and  A.F.  Martitsch,  “Non‐local quasilinear  modelling  of  the  neoclassical  toroidal  viscosity  in  tokamaks”,  International  Conference and School on Plasma Physics and Controlled Fusion, Kharkov, Ukraine, 12 September 2016. 

A.F. Martitsch, G. Kapper, S.V. Kasilov, W. Kernbichler, C.G. Albert and M.F. Heyn,  “Modeling of the neoclassical  toroidal  viscous  torque  in  tokamak  plasmas”,  International  Conference  and  School  on Plasma Physics and Controlled Fusion, Kharkov, Ukraine, 12 September 2016. 

2017 

C.G. Albert, M.F. Heyn, S.V. Kasilov, W. Kernbichler and A. F. Martitsch, “Finite orbit width effects on resonant transport regimes of neoclassical toroidal viscous torque within the Hamiltonian approach”, 44th European Physical  Society Conference on Plasma Physics, Belfast, Northern  Ireland, 26‐30  June 2017 

C.G.  Albert,  M.F.  Heyn,  S.V.  Kasilov, W.Kernbichler,  A.F. Martitsch  and  A.M.  Runov,  “Modeling  of perturbed  3D  equilibria  using  preconditioned  iterations”,  21st  International  Stellarator‐Heliotron Workshop (ISHW2017), 2‐6 October 2017, Kyoto, Japan. 

A.F. Martitsch, C.G. Albert, G. Kapper, S.V. Karilov and W. Kernbichler, ”Modeling of the neoclassical toroidal  viscous  torque  in  tokamak  plasmas  with  multiple  species”,  21st  International  Stellarator‐Heliotron Workshop ISHW2017), 2‐6 October 2017, Kyoto, Japan. 

21 

W.  Kernbichler,  G.  Kapper,  S.V.  Kasilov,  A.F.  Martitsch  and  N.B.  Marushchenko,  “Studies  of  the  distribution  function  computed  by NEO‐2  using  a  fully  relativistic  Coulomb  collision model  and  its application  to  ECCD  in  Wendelstein  7‐X”,  21st  International  Stellarator‐Heliotron  Workshop ISHW2017), 2‐6 October 2017, Kyoto, Japan.  Articles in scientific journals 

2016 

C.G.  Albert,  M.F.  Heyn,  S.V.  Kasilov,  W.  Kernbichler  and  A.F.  Martitsch,  “Kinetic  modeling  of  3D equilibria in a tokamak”, Journal of Physics: Conference Series 775/1 (2016), http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742‐6596/775/1/012001.  

C.  Albert,  M.F.  Heyn,  G.  Kapper,  S.V.  Kasilov, W.  Kernbichler  and    A.  F.  Martitsch,“Evaluation  of toroidal torque by non‐resonant magnetic perturbations in tokamaks for resonant transport regimes using a Hamiltonian approach”, Physics of Plasmas 23/8 (2016), https://doi.org/10.1063/1.4961084. 

G.  Kapper,  S.V.  Kasilov, W.  Kernbichler,  A. Martitsch, M.  Heyn,  N.B. Marushchenko  and  Y.  Turkin, “Electron cyclotron current drive simulations for finite collisionality plasmas in Wendelstein 7‐X using the full linearized collision model”,  Physics of Plasmas 23/11 (2016),  https://doi.org/10.1063/1.4968234. 

W. Kernbichler, V. Kasilov, G. Kapper, A.F. Martitsch, V. Nemov, C. Albert and M.F. Heyn, “Solution of drift  kinetic  equation  in  stellarators  and  tokamaks with  broken  symmetry  using  the  code NEO‐2”,  Plasma Physics and Controlled Fusion 58/10 (2016), https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/10/104001. 

A.F.  Martitsch,  S.V.  Kasilov,  W.  Kernbichler,  G.  Kapper,  C.G.  Albert,  M.F.  Heyn,  H.M.  Smith,  E. Strumberger,  S.  Fietz, W.  Suttrop, M.  Landreman,  the  ASDEX  Upgrade  Team  and  the  EUROfusion MST1 Team, “Effect of 3D magnetic perturbations on the plasma rotation in ASDEX Upgrade”, Plasma Physics and Controlled Fusion 58 (2016),  https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/7/074007.  

Technische Universität Wien / Atominstitut 

Conference contributions 

2016 

M.  Eisterer,  “Angular  dependence  of  the  critical  current  density  in  coated  conductors  with  an isotropic defect structure”,  IEEE Coated Conductors  for Applications,   Aspen, USA, 11‐14 September 2016. 

D.X. Fischer, R. Prokopec and M. Eisterer,  “Effects of neutron  irradiation on  the critical  currents of various  commercially  available  coated  conductor  tapes”,  IEEE  Coated  Conductors  for  Applications 2016, Aspen, USA, 11 September 2016. 

M.  Eisterer,  “Peaks  in  the  angular dependence of  the  critical  current density  in  coated  conductors resulting  from  non‐correlated  pinning”,  Applied  Superconductivity  Conference,  Denver,  USA,  4‐9 September 2016. 

2017 

F.  Koechl,  A.  Loarte,  E.  de  la  Luna,  I.  Nunes,  V.  Parail,  C.  Reux,  F.G.  Rimini, M.  Romanelli  and  JET Contributors,    “W  transport  and  accumulation  control  during  the  H‐L  transition  of  JET  H‐mode discharges and implications for ITER”, 44th European Physical Society Conference on Plasma Physics, Belfast, Northern Ireland, 26‐30 June 2017. 

D.X.  Fischer,  R.  Prokopec  and M.  Eisterer,  “Influence  of  artificial  pinning  centers  on  the  radiation resistance of coated conductors”, 13th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS),  Geneva, Switzerland, 17‐21 September 2017. 

22 

Articles in scientific journals 

S. Wiesen,   F. Koechl, P. Belo, V. Kotov, A. Loarte, V. Parail, G. Corrigan, L. Garzotti and D. Harting, “Control  of  particle  and  power  exhaust  in  pellet  fuelled  ITER  DT  scenarios  employing  integrated models”, Nuclear Fusion 57 (2017), https://doi.org/10.1088/1741‐4326/aa6ecc 

D.X.  Fischer, R Prokopec,  J  Emhofer and M. Eisterer,  “The effect of  fast neutron  irradiation on  the superconducting properties of REBCO coated conductors with and without artificial pinning centers”, submitted to Superconductor Science and Technology.  Technische Universität Wien / Institut für Angewandte Physik 

Conference contributions 

2016 

B.M. Berger, R. Stadlmayr, D. Blöch, K. Sugiyama, T. Schwarz‐Selinger and F. Aumayr, “Erosion of Fe‐W model system under deuterium ion impact“, 27th International Conference on Atomic Collisions in Solids (ICACS‐27), Lanzhou, China, 24‐29 July 2016. 

F.M. Laggner, E. Wolfrum, F. Mink, M. Cavedon, M. G. Dunne, P. Manz, G. Birkenmeier, R. Fischer, M. Maraschek,  E.  Viezzer,  M.  Willensdorfer,  F.  Aumayr,  the  EUROfusion MST1  Team  and  the  ASDEX Upgrade Team, “Inter‐ELM pedestal evolution: high frequency magnetic fluctuations correlated with the clamping of the pressure gradient,  43rd European Physical Society Conference on Plasma Physics, Leuven, Belgium,  4‐8 July 2016. 

F.M.  Laggner,  “Pedestal  shape,  stability  and  inter‐ELM  evolution  for  different main  ion  species  in ASDEX Upgrade”,  58th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics, San Jose, California, 31 October – 4 November 2016.  

M. Willensdorfer, W. Suttrop, A. Kirk, D. Brida, M. Cavedon, I. Classen, S. Denk, M. Dunne, S. Fietz, R. Fischer, F.M. Laggner, Y.Q. Liu, T. Odstrcil, F. Orain, D.A. Ryan, E. Strumberger, B. Vanovac, E. Viezzer, H. Zohm, I.C. Luhmann, the ASDEX Upgrade Team and the EUROfusion MST1 Team, “Plasma response of magnetic perturbations at the edge: Comparisons between measurements and 3D MHD models”,  26th IAEA Fusion Energy Conference, Kyoto, Japan, 17‐22 October 2016. 

2017 

R. Stadlmayr, B. Berger, D. Blöch, D. Mayer, B. Stechauner, M. Oberkofler, T. Schwarz‐Selinger and F. Aumayr,  “Influence  of  surface  structural  modifications  on  the  sputtering  yield  of  iron”,  16th International  Conference  on  Plasma‐Facing  Materials  and  Components  for  Fusion  Applications, Neuss/Düsseldorf, Germany, 15‐19 May 2017. 

F. Laggner, F. Mink, E. Wolfrum, T. Eich, M. Bernert, G. Birkenmeier, G. Conway, T. Happel, C. Honoré, Ö. Gürcan, P. Manz, A. Medvedeva, U. Stroth, ASDEX Upgrade team and the EUROfusion MST1 Team,  “Inter‐ELM fluctuations and flows and their evolution when approaching the density  limit  in ASDEX Upgrade”,     44th European Physical Society Conference on Plasma Physics, Belfast, Northern Ireland, 26‐30 June 2017. 

D.  Tskhakaya,  S.  Brezinsek,  D.  Borodin,  J.  Romazanov,  R.  Ding,  A.  Eksaeva  and  Ch.  Linsmeier, “Modelling  of  plasma‐wall  interaction  and  impurity  transport  in  fusion  devices  and  prompt deposition of tungsten as application”, 44th European Physical Society Conference on Plasma Physics, Belfast, Northern Ireland, 26‐30 June 2017. 

A.  Kirschner,  D.  Tskhakaya,  S.  Brezinsek,  D.  Borodin,  J.  Romazanov,  B.  Ding,  A.  Eksaeva  and  C. Linsmeier“,  ”Modelling  of  plasma‐wall  interaction  and  impurity  transport  in  fusion  devices  and prompt deposition of tungsten as application”, 44th European Physical Society Conference on Plasma Physics, Belfast, Northern Ireland, 26‐30 June 2017. 

23 

G.F. Harrer, E. Wolfrum, J. Stober, O. Sauter, P. Lang , G. Birkenmeier, B. Kurzan, R. Fischer, H. Meyer, F.M. Laggner,  F. Aumayr, the ASDEX Upgrade Team and the EUROfusion MST1 Team, “Dependence of  small  ELMs  on  plasma  parameters”,  16th  International  Workshop  on  H‐mode  Physics  and Transport Barriers, St Petersburg, Russia, 13‐15 September 2017. 

P. Szabo, C. Cupac, D. Blöch, D. Mayer, B. Stechauner, M. Oberkofler, T. Schwarz‐Selinger, A. Mutzke and F. Aumayr, “Consequence of surface morphology modifications on the sputtering yield of iron”, 22nd Intern. Workshop on Inelastic Ion‐Surface Collisions, Dresden, Germany, 17‐22 September 2017. 

R.  Stadlmayr,  P.S.  Szabo,  B.M.  Berger,  C.  Cupak,  R.  Chiba,  D.  Bloch,  D. Mayer,  B.  Stechauner, M. Sauer, A. Foelske‐Schmitz, M. Oberkofler, T. Schwarz‐Selinger, A. Mutzke, and F. Aumayr,   “Fluence dependent changes of surface morphology and sputtering yield of  iron: comparison of experiments with  SDTrimSP‐2D”,  22nd  International  Workshop  on  Inelastic  Ion‐Surface  Collisions,  Dresden, Germany, 17‐22 September 2017. 

R.  Stadlmayr,    B.M.  Berger,  P.S.  Szabo,  C.  Cupak,  R.  Chiba,  D.  Blöch,  D. Mayer,  B.  Stechauner, M. Oberkofler,  T.  Schwarz‐Selinger,  A.  Mutzke  and  F.  Aumayr,  “Consequence  of  surface  morphology modifications on  the  sputtering yield of  iron”, 22nd  International Workshop on  Inelastic  Ion‐Surface Collisions, Dresden, Germany, 17‐22 September 2017. 

Articles in scientific journals 

2016 

B.M. Berger, R.  Stadlmayr, G. Meisl, M. Cekada, C. Eisenmenger‐Sittner, T. Schwarz‐Selinger and F. Aumayr,  “Transient effects during erosion of WN by deuterium  ions  studied with  the quartz  crystal microbalance  technique”, Nuclear  Instruments and Methods  in Physical Research B 382  (2016), pp. 82–85, https://doi.org/10.1016/j.nimb.2016.04.060 . 

F.M.  Laggner,  E.  Wolfrum,  M.  Cavedon,  F.  Mink,  E.  Viezzer,  M.G.  Dunne,  P.  Manz,  H.  Doerk,  G. Birkenmeier, R. Fischer, S. Fietz, M. Maraschek, M. Willensdorfer, F. Aumayr, the EUROfusion MST1 Team  and  the  ASDEX  Upgrade  Team,    “High  frequency  magnetic  fluctuations  correlated  with  the inter‐ELM  pedestal  evolution  in  ASDEX  Upgrade”,  Plasma  Phys.  Control.  Fusion  58  (2016), https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/6/065005 . 

D. Tskhakaya, “Kinetic modelling of the plasma recombination”,  Contributions  to Plasma Physics, 56 (2016), doi/10.1002/ctpp.201611004/abstract.  

M. Willensdorfer, S.S. Denk, E. Strumberger, W. Suttrop, B. Vanovac, D. Brida, M. Cavedon, I. Classen, M. Dunne,  S.  Fietz,  R.  Fischer, A. Kirk,  F.M.  Laggner,  Y. Q.  Liu,  T. Odstrcil, D.A. Ryan,  E. Viezzer, H. Zohm, I.C. Luhmann, the ASDEX Upgrade Team and the EUROfusion MST1 Team, “Plasma response measurements of magnetic perturbations using electron  cyclotron emission and  comparison  to 3D ideal  MHD  equilibrium”,    Plasma  Physics  and  Controlled  Fusion,  58/11  (2016), https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/11/114004. 

2017 

B.M.  Berger,  R.  Stadlmayr,  D.  Blöch,  E.  Gruber,  K.  Sugiyama,  T.  Schwarz‐Selinger  and  F.  Aumayr, “Erosion of Fe‐W model  system under normal and oblige D  ion  irradiation”, Nuclear Materials and Energy 12 (2017), https://doi.org/10.1016/j.nme.2017.03.030 . 

B.M.  Berger,  P.S.  Szabo,  R.  Stadlmayr  and  F.  Aumayr,  ”Sputtering  measurements  using  a  quartz crystal microbalance as a catcher“,  Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B (2017), Beam Interactions with Materials and Atoms, 406/ B, https://doi.org/10.1016/j.nimb.2016.11.03 . 

F.M.  Laggner,  E.  Wolfrum,  M.  Cavedon,  F.  Mink,  M.  Bernert,  M.  G.  Dunne,  P.  A.  Schneider,  A. Kappatou, G. Birkenmeier, R. Fischer, M. Willensdorfer, F. Aumayr, the EUROfusion MST1 Team and the ASDEX Upgrade Team, “Pedestal structure and inter‐ELM evolution for different main ion species in ASDEX Upgrade”, Physics of Plasmas 24 (2017), https://doi.org/10.1063/1.4977461 . 

24 

F.M. Laggner, S. Keerl, J. Gnilsen, E. Wolfrum, M. Bernert, D. Carralero, L. Guimarais, V. Nikolaeva, S. Potzel, M. Cavedon, F. Mink, M.G. Dunne, G. Birkenmeier, R. Fischer, E. Viezzer, M. Willensdorfer, M. Wischmeier,  F.  Aumayr,  the  EUROfusion  MST1  Team  and  the  ASDEX  Upgrade  Team,  “Divertor, scrape‐off layer and pedestal particle dynamics in the ELM cycle on ASDEX Upgrade”, Plasma Physics and Controlled fusion 60/2 (2017), https://doi.org/10.1088/1361‐6587/aa90bf. 

F.M. Laggner,  E. Wolfrum, M. Cavedon, M.G. Dunne, G. Birkenmeier, R. Fischer, M. Willensdorfer, F. Aumayr, the EUROfusion MST1 Team and the ASDEX Upgrade Team, “Plasma shaping and its impact on  the pedestal  of ASDEX Upgrade:  Edge  stability  and  inter‐ELM dynamics  at  varied  triangularity”, submitted to Nuclear Fusion.   Universität Innsbruck / Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik 

Conference contributions 

2016 

C. Ionita,  S. Costea,  B.S. Schneider,  J. Kovačič,  V. Naulin,  J.J. Rasmussen,  N. Vianello,  M. Spolaore, T.  Gyergyek  and  R.  Schrittwieser,  “Development  of  electric  probes  for  improved  diagnostics characterizing filamentary transport  in mid‐size tokamaks”,   27th Symposium on Plasma Physics and Technology, Prague, Czech Republic, 20‐23 June 2016. 

S. Costea, B. Fonda,  J. Kovacic, T. Gyergyek, B. S. Schneider, R. Schrittwieser and C.  Ionita, “Bunker probe for direct measurements of the plasma potential  less sensitive to deviations of  its alignment with  the  magnetic  field”,  43rd  European  Physical  Society  Conference  on  Plasma  Physics,  Leuven, Belgium,  4‐8 July 2016. 

S.  Costea,  D.  Carralero,  J.  Madsen,  N.  Vianello,  V.  Naulin,  A.  H.  Nielsen,  J.  J.  Rasmussen,  R. Schrittwieser, C. Ionita, M. Spolaore, J. Kovacic, the ASDEX Upgrade team and the EUROfusion MST1 Team,  “Inter‐ELM  filamentary  studies  during density  ‘shoulder’  formation  in ASDEX Upgrade”, 43rd European Physical Society Conference on Plasma Physics, Leuven, Belgium,  4‐8 July 2016. 

M.  Held,  M.  Wiesenberger,  J.  Madsen  and  A.  Kendl,  “Thermal  effects  on  seeded  finite  ion temperature,  high  amplitude  plasma  blobs”  43rd  European  Physical  Society  Conference  on  Plasma Physics, Leuven, Belgium,  4‐8 July 2016. 

B.S.  Schneider,  S.  Costea,  C.  Ionita,  R.  Schrittwieser,  V.  Naulin,  J.J.  Rasmussen,  N.  Vianello,  M. Spolaore,  J.  Kovacic,  T.  Gyergyek  and  R.  Stärz,  “Advanced  probe  for  transport  measurements  in Medium‐Size Tokamaks”,  29th Symposium on Fusion Technology (SOFT), 5‐9 September 2016. 

M. Probst,  I. Sukuba, J. Urban, A. Kaiser, T. Maihom, J. Limtrakul, K. Hermansson, D. Borodin and S. Huber, “Total electron‐impact ionization cross sections of molecules and ions in fusion plasma”, 26th IAEA Fusion Energy Conference, Kyoto, Japan, 17‐22 October 2016.   

D.  Borodin,  S.  Brezinsek,  I.  Borodkina, M.  Probst,  S. W.  Lisgo,  R.  A.  Pitts, M.  Kocan,  C.  Björkas,  A. Kirschner,  J. Romazanov, J. Miettunen, M. Groth and C. Linsmeier, “ERO modelling of Be erosion in JET and extrapolation of the data for ITER”, 26th IAEA Fusion Energy Conference, Kyoto, Japan, 17‐22 October 2016. 

2017 

S.  Costea,  D.  Tskhakaya,  J.  Kovacic,  T.  Gyergyek,  R.  Schrittwieser,  C.  Ionita  and  B.S.  Schneider, “Particle‐in‐Cell simulation of parallel blob dynamics in near scrape‐off layer plasma of medium‐size tokamak”, 44th European Physical Society Conference on Plasma Physics, Belfast, Northern Ireland, 26‐30 June 2017. 

B.S.  Schneider,  C.K.  Tsui,  N.  Vianello,  M.  Spolaore,  J.  Boedo,  Naulin,  J.J.  Rasmussen,  R.  Staerz,  J. Kovacic T. Gyergyek, S. Costea, C. Ionita, R. Schrittwieser and K. Popov, “Multi‐diagnostic probe head for near‐wall electric and magnetic measurements in medium‐size tokamaks”, 44th European Physical Society Conference on Plasma Physics, Belfast, Northern Ireland, 26‐30 June 2017. 

25 

C. Ionita, B.S. Schneider, S. Costea, J. Kovacic, M. Spolaore, V. Naulin, N. Vianello, J.J. Rasmussen, T. Gyergyek,  R.  Staerz  and  R.  Schrittwieser,  “Recent  developments  in  probe  diagnostics”,  XXXIII International Conference on Phenomena  in  Ionized Gases  (ICPIG), Estoril/Lisbon, Portugal, 9‐14  July 2017. 

S. Costea,  J. Kovacic, D. Tskhakaya, T. Gyergyek, K. Popov, M. Dimitrova, B. Schneider, C.  Ionita, R. Schrittwieser,  Kinetic  simulation  of  parallel  particle  and  momentum  transport  of  blobs  using  a particle‐in‐cell code”, 26th International conference on Nuclear energy for New Europe (NENE 2017); Bled, Slovenia, 11‐14 September 2017. 

Articles in scientific journals 

2016 

S.  Costea, B.  Fonda,  J.  Kovacic,  T. Gyergyek, B.S.  Schneider, R.  Schrittwieser and C.  Ionita,  “Bunker probe: a plasma potential probe almost insensitive to its orientation with the magnetic field”, Review of Scientific Instruments 87 (2016), https://doi.org/10.1063/1.4951688. 

M. Gyoeroek, A. Kaiser, I. Sukuba, J. Urban, K. Hermansson and M. Probst, “Surface binding energies of beryllium/tungsten alloys”, Journal of Nuclear Materials 472 (2016),  https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2016.02.002. 

M.  Held, M. Wiesenberger,  J. Madsen  and  A.  Kendl,  “The  influence  of  temperature  dynamics  and dynamic finite ion Larmor radius effects on seeded high amplitude plasma blobs”, Nuclear Fusion 56 (2016), https://doi.org/10.1088/0029‐5515/56/12/126005. 

O.H.H. Meyer and A. Kendl,  “Isotope effect on gyrofluid edge  turbulence and zonal  flows”, Plasma Physics and Controlled Fusion 58/11 (2016), https://doi.org/10.1088/0741‐3335/58/11/115008. 

A.  Stegmeir,  O.  Maj,  D.  Coster,  K.  Lackner M.  Held  and M. Wiesenberger,  “Advances  in  the  flux‐coordinate  independent  approach”,    Computer  Physics  Communications  213  (2017), https://doi.org/10.1016/j.cpc.2016.12.014. 

I. Sukuba, A. Kaiser, S. Huber, J. Urban and M. Probst, “Electron‐impact cross sections of beryylium‐tungsten  clusters”, European  Physical  Journal D 70:11  (2016),  https://doi.org/10.1140/epjd/e2015‐60583‐7  

2017 

O.H.  Meyer  and  A.  Kendl,  “Isotope  effect  on  filament  dynamics  in  fusion  edge  plasmas”,  Plasma Physics and Controlled Fusion 59 (2017), https://doi.org/10.1088/1361‐6587/aa6947. 

O.H. Meyer and A. Kendl, “Isotope effect on blob statistics in gyrofluid simulations of scrape‐off layer turbulence”, Nuclear Fusion 57 (2017), https://arxiv.org/abs/1705.10641. 

J. Peer, A. Kendl, T.T. Ribeiro and B.D. Scott; “Gyrofluid computation of magnetic perturbation effects on turbulence and edge localized bursts”, Nuclear Fusion 57/8 (2017), https://doi.org/10.1088/1741‐4326/aa777f. 

N. Vianello, C. Tsui, C. Theiler, S. Allan, J. Boedo, B. Labit, H. Reimerdes, K. Verhaegh, W. Vijvers, N. Walkden,  S.  Costea,  J.  Kovacic,  C.  Ionita, V. Naulin, A. H. Nielsen,  J.  J.  Rasmussen, B.  Schneider,  R. Schrittwieser, M.  Spolaore, D.  Carralero,  J. Madsen,  B.  Lipschultz  and  F. Militello,  “Modification of SOL profiles and fluctuations with line‐average density and divertor flux expansion in TCV”, Nuclear Fusion 57 (2017), https://doi.org/10.1088/1741‐4326/aa7db3. 

M.  Wiesenberger,  M.  Held  and  L.  Einkemmer,  “Streamline  integration  as  a  method  for  two‐dimensional  elliptic  grid  generation”,  Journal  of  Computational  Physics  340  (2017), https://doi.org/10.1016/j.jcp.2017.03.056. 

Universität Innsbruck / Institut für Theoretische Physik 

Conference contributions 

26 

2016 R. Kwiatkowski, G. Boltruczyk, M. Gosk, S. Korolczuk, S. Mianowski, A. Szydlowski, I. Zychor, V. Braic, R.  Costa  Pereira,  T.  Craciunescu,  D.  Croft,  M.  Curuia,  A. Fernandes,  V.  Goloborodko,  G.  Gorini,  V. Kiptily,  I.  Lengar,  J.  Naish,  R.  Naish, M. Nocente,  K.  Schoepf,  B.  Santos,  S.  Soare, M.  Tardocchi,  V. Yavorskij  and    V.L.  Zoita,  “CeBr3‐based  detector  for  gamma  spectrometer  upgrade  at  JET”,  29th Symposium on Fusion Technology (SOFT), Prague, Czech Republic, 5‐9 September 2016. 

M.  Curula,  T.  Craciunescu,  S.  Soare,  V.L.  Zoita,  V.  Braic,  D.  Croft,  A.  Fernandes,  J.  Figueiredo,  V. Goloborodko, G. Gorini, S. Griph, V. Kiptily, I. Lengar, S. Mianowski, J. Naish, R. Naish, M. Nocente, R. C. Pereira, V Riccardo, K. Schoepf, B. Santos, M. Tardocchi, V. Yavorskij and I. Zychor, “Upgrade of the tangential gamma‐ray spectrometer beam‐line for JET DT experiments”, 29th Symposium on Fusion Technology (SOFT), Prague, Czech Republic, 5‐9 September 2016. 

S.  Soare,  V.L.  Zoita,  V.  Braic,  T.  Craciunescu,  D.  Falie,  V.  Goloborod’ko,  V.  Kiptily,  I.  Lengar,  R.C. Pereira, V. Yavorskij, I. Zychor, N. Balshaw, D. Croft, A. Cufar, M. Curuia, A. Fernandes, J. Figueiredo, Y.  Krivchenkov,  N.  Lam,  C.  Marren,  S.  Mianowski,  V.  Riccardo,  K.  Schoepf,  Z.  Stancar,  and  JET Contributors,  “Conceptual  design  of  a  gamma‐ray  monitor  for  lost  alpha  particles  in  JET”,  29th Symposium on Fusion Technology (SOFT), Prague, Czech Republic, 5‐9 September 2016. 

2017 

S.  Soare,  V.L.  Zoita,  V.  Braic,  T.  Craciunescu,  D.  Falie,  V.  Goloborod’ko,  V.  Kiptily,  I.  Lengar,  R.C. Pereira, V. Yavorskij, I. Zychor, N. Balshaw, D. Croft, A. Cufar, M. Curuia, A. Fernandes, J. Figueiredo, Y. Krivchenkov, N. Lam, C. Marren, S. Mianowski, V. Riccardo, K. Schoepf, Z. Stancar, L. Swiderski, V. Thompson  and  JET  contributors,  “Lost  alpha  particle monitor  for  JET:    a  conceptual  design”, 17th International Conference on Plasma Physics and Applications,  Magurele, Bucharest, Romania, 15‐20 June 2017. 

Articles in scientific journals 

2016 

V. Yavorskij, V. Goloborod'ko and K. Schoepf, “Fokker‐Planck model for collisional loss of fast ions in tokamaks”, Nuclear Fusion 56/11 (2016), https://doi.org/10.1088/0029‐5515/56/11/112001. 

2017 

V. Kiptily, A.E. Shevelev, V. Goloborodko, M. Kocan, E. Veshchev, T. Craciunescu, I. Lengar, K. Schoepf, S. Soare, V. Yavorskij and V.L. Zoita, “Escaping alpha‐particle monitor for burning plasmas”, submitted to Nuclear Fusion. 

 

27 

 

AUSTRIAN PARTICIPATION (Fusion@ÖAW) 

MANAGEMENT STRUCTURE 

 EUROFUSION ORGANIGRAM 

28 

AUSTRIAN REPRESENTATIVES IN COMMITTEES RELEVANT FOR FUSION RESEARCH AND  

DEVELOPMENT (2016/2017) 

Fusion Programme Committee 

Dr. Daniel Weselka  Federal Ministry of Science, Research and Economy  

Univ.Prof.Dr. Friedrich Aumayr (Expert) 

Institut für Angewandte Physik/ Technische Universität Wien 

EUROFusion General Assembly 

Univ.Prof.Dr. Friedrich Aumayr  

Institute of Applied Physics/ Technische Universität Wien 

   FUSECom (EUROfusion  Communicators`network)    Mag. Monika Fischer               Austrian Academy of Sciences 

Lätitia Unger, BSc.               Austrian Academy of Sciences   

Fusion for Energy (F4E) Governing Board   

Dr. Daniel Weselka   Federal Ministry of Science,  Research and Economy 

Univ.Prof.Dr. Harald W. Weber   Atominstitut / Technische Universität Wien    F4E Administration and Management Committee   Mag. Monika Fischer  Austrian Academy of Sciences  

Industrial Liaison Officer 

Mag. Birgit Murr                                  

 

  

  Austrian Federal Economic Chamber 

 

Kommission für die Koordination der Kernfusionsforschung in Österreich (KKKÖ)  Chair:                                                Univ.Prof.Dr. Peter Steinhauser (ÖAW)  

29 

ABBREVIATIONS AND ACRONYMS 

Fusion experiments 

AUG    ASDEX Upgrade, facility at IPP Garching 

ITER    “The way” (under construction at Cadarache, France) 

JET 

MAST 

  Joint European Torus, UKAEA, Culham, UK 

  Mega Amp Spherical Tokamak 

TCV    Tokamak à Configuration Variable, EPFL, Lausanne, Switzerland 

W7‐X    Wendelstein 7‐X, IPP  Greifswald, Germany 

University Institutes and other institutions CCFE             Culham Centre for Fusion Energy (United Kingdom) 

EPFL                         École polytechnique fédérale de Lausanne 

F4E             Fusion for Energy   

IPP                                            Institut für Plasmaphysik, Garching (Germany) 

ÖAW             Österreichische Akademie der Wissenschaft 

ÖAW‐ESI           Erich‐Schmid Institut für Materialwissenschaft at ÖAW 

TU Graz                               Technische Universität Graz 

TU Wien           Technische Universität Wien 

UIBK             Universität Innsbruck           

Scientific and technical abbreviations AFM  Atomic force microscopy 

DBTT   Ductile‐to‐brittle‐transition 

ELMs  Edge localized modes 

FLR  Finite Larmor radius 

NTV  Neoclassical toroidal viscosity 

PFC  Plasma‐facing components 

RMP  Resonant magnetic perturbations 

QCM  Quartz crystal microbalance  

SOL  Scrape‐off  layer 

W  Tungsten 

Technical terms   

Fluence  The total number of particles per unit area with which a material is irradiated 

H‐mode regime  A  high  confinement  regime  develops  when  a  tokamak  plasma  is heated above a characteristic power threshold, which increases with density,  magnetic  field  and  machine  size.  It  is  characterized  by  a sharp  temperature  gradient  near  the  plasma  edge  (resulting  in  an edge  “temperature  pedestal”).  The  H‐mode  typically  doubles  the energy 

30 

CONTACT INFORMATION 

Österreichische Akademie der Wissenschaften, Fusion@ÖAW Coordination Office Apostelgasse 23 1030 Wien Tel.: +43‐1‐51581‐2675, 2676   

Monika Fischer     monika.fischer@oeaw.ac.at Lätitia Unger          laetitia.unger@oeaw.ac.at Friedrich Aumayr    aumayr@iap.tuwien.ac.at 

Erich‐Schmid Institut für Materialwissenschaft der ÖAW Jahnstr. 12, 8700 Leoben Tel.: +43‐3842‐804311             

Reinhard Pippan    reinhard.pippan@oeaw.ac.at  Vladica Nikolic      vladica.nikolic@oeaw.ac.at 

Research Studios Austria Forschungsgesellschaft mbH Leopoldskronstraße 30, 5020 Salzburg Tel.: +43 (0) 662 908585 – 221           

Markus Biberacher    markus.biberacher@researchstudio.at 

Institut für Theoretische Physik,  Technische Universität Graz 

Petersgasse 16, 8010 Graz Tel.: +43‐316‐873‐8182              

Winfried Kernbichler    winfried.kernbichler@tugraz.at Martin Heyn      martin.heyn@tugraz.at 

Atominstitut, Technische Universität Wien Stadionallee 2, 1020 Wien Tel.: +43‐1‐58801‐141552             

Michael Eisterer    michael.eisterer@tuwien.ac.at Florian Köchl      florian.koechl@ukaea.uk Helmut Leeb      helmut.leeb@tuwien.ac.at 

Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Wien Wiedner Hauptstraße 8‐10, 1040 Wien Tel. +43‐1‐58801‐13430             

Friedrich Aumayr     aumayr@iap.tuwien.ac.at David Tskhakaya    david.tskhakaya@tuwien.ac.at  Tel. +43‐(0)699‐11609766 

Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck Tel.: +43‐512‐507‐52720, 52730, 52660, 52740 , 52741  

Alexander Kendl    alexander.kendl@uibk.ac.at Michael Probst      michael.probst@uibk.ac.at Paul Scheier      paul.scheier@uibk.ac.at Roman Schrittwieser    roman.schrittwieser@uibk.ac.at Codrina Ionita‐Schrittwieser  codrina.ionita@uibk.ac.at 

Institut für Theoretische Physik, Universität Innsbruck Technikerstraße 25, 6020 Innsbruck 

Klaus Schöpf      klaus.schoepf@uibk.ac.at  mobile: +43 (0)650 2829540 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Back cover:  Image ©  Fusion@ÖAW