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P: Plasmaphysik

P 12: Plasma-Wand Wechselwirkung 1

P 12.2: Vortrag

Samstag, 5. März 2005, 11:15–11:30, HU 3059

Chemische Erosion von Kohlenstoffmaterialien durch Wasserstoffisotope in induktiv gekoppelten HF–Plasmen — •Patrick Starke und Ursel Fantz — Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik, Institut für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg

Kohlenstoff ist als Wandmaterial für zukünftige Fusionsreaktoren geplant. Ist eine Kohlenstoffoberfläche gleichzeitig energetischen Ionen und thermischen Wasserstoffatomen ausgesetzt, so ist die resultierende Erosion größer als die Summe aus rein chemischer und rein physikalischer Erosion, da ein synergistischer Effekt auftritt. Systematische Untersuchungen der Erosion können in induktiv gekoppelten HF–Niederdruckplasmen durchgeführt werden, welche homogene Plasmaparameter über der Oberfläche und gute Zugänglichkeit für Diagnostiken zur Bestimmung der relevanten Teilchenflüsse bieten. Der Kohlenstofffluss von der Oberfläche wurde bei Erosionsexperimenten aus Gewichtsverlustmessungen ermittelt. Mit Hilfe der optischen Emissionsspektroskopie konnte unter Verwendung der Strahlungen des CH– und des C₂–Moleküls ein Zeitverlauf der Erosionsausbeute bei dotierten Materialien gewonnen werden. Der atomare Wasserstofffluss wurde aus einer Balmerlinie des Wasserstoffs bestimmt. Unter Verwendung eines energieauflösenden Massenspektrometers wurden Ionenflüsse und –zusammensetzungen ermittelt. Damit konnten Erosionsausbeuten von Kohlenstoffmaterialien durch Wasserstoff– und Deuteriumplasmen unter Variation der Ionenflüsse und der Oberflächentemperatur gewonnen werden.