Augsburg 2006 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 24: Plasma-Wand Wechselwirkung 3

P 24.1: Vortrag

Mittwoch, 29. März 2006, 14:45–15:00, 1002

Dissoziation von Kohlenwasserstoffen in magnetisierten Randschichtplasmen — •Gerd Fussmann¹, Werner Bohmeyer² und Gordon Krenz¹ — ¹Humboldt-Universität zu Berlin — ²Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

In Fusionsanlagen werden vornehmlich faserverstärkte Graphite als Materialien für die thermisch belasteten Divertorplatten eingesetzt. Infolge chemischer Zerstäubung entstehen an diesen Kohlenwasserstoffe (CH4 u.a.), die bei Eintritt in das Randschichtplasma in zahlreiche Reaktionsprodukte zersetzt werden. Zur experimentellen Analyse der im Plasma ablaufenden Prozesse wurden Methan und Ethen in die Randschicht von Helium-Plasmen am Plasmagenerator PSI-2 eingeblasen. Mit Hilfe einer CCD-Kamera konnte die Umgebung der Düse im Lichte der CH-Bandenemission bei 420 nm aufgenommen werden. Es zeigte sich, dass bei Elektronendichten oberhalb von 1018 m-3 die Zersetzung der Moleküle bereits in unmittelbarer Umgebung der Einblasstelle stattfindet. Bei Anlegen einer positiven Vorspannung von 10 V beobachtet man ein Zurückweichen des CH-Leuchtens von der Düse, während eine negative Vorspannung keinen Effekt hat. Dies deutet auf ioneninduzierte Dissoziation vom Typ He+ + CH4 -> CH+ + H2 + H + He als einleitenden Prozess hin, jedoch sind die entsprechenden, in der Literatur angegebenen Wirkungsquerschnitte um etwa einen Faktor 100 zu niedrig, um die beobachtete kurze Eindringtiefe zu erklären. Da derartige Ladungsaustausch-Prozesse in den gängigen Code-Simulationen bislang nicht berücksichtigt werden, kommt der richtigen Interpretation der Erscheinungen ein besonderes Gewicht zu.