Düsseldorf 2007 – wissenschaftliches Programm
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P: Fachverband Plasmaphysik
P 16: Poster
P 16.30: Poster
Mittwoch, 21. März 2007, 16:30–18:30, Poster A
Erosionsausbeuten dotierter Kohlenstoffmaterialien in Deuterium-Niedertemperaturplasmen — •Patrick Starke und Ursel Fantz — Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik, Institut für Physik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg
Aufgrund seiner guten thermomechanischen Eigenschaften ist Kohlenstoff als Wandmaterial im Divertor zukünftiger Fusionsexperimente vorgesehen. Bei Interaktion von Wasserstoffplasmen mit einer Kohlenstoffoberfläche bilden sich Kohlenwasserstoffe, was zu einer hohen Erosionsrate führt. Diese kann jedoch verringert werden, indem die Oberfläche dotiert und damit die effektive Kohlenstoffoberfläche reduziert wird.
In einem induktiv gekoppelten HF-Plasma (EIon = 30 eV, TProbe = 300 K, ΓH / ΓIon ≈ 150), welches den Vorteil eines im Vergleich zu Ionenstrahlexperimenten hohen Ionenflusses (ΓIon ≈ 7 × 1020 m−2s−1) hat wurden verschiedene Ti-dotierte Materialien erodiert: TiC-dotierter CFC, sowie amorphe C-Schichten mit atomar disperser Ti-Verteilung. Die Dotierkonzentration wurde jeweils variiert, wobei zusätzlich bei den CFC-Proben die Isotopenabhängigkeit der Erosion durch Wasserstoff- und Deuteriumplasmen untersucht wurde.
Mit Hilfe optischer Emissionsspektroskopie und Gewichtsverlustmessungen konnte die Erosionsausbeute zeitabhängig gewonnen werden. Die Morphologien der Proben wurden mit REM und AFM bestimmt. Die Ergebnisse werden mit Resultaten aus Ionenstrahlexperimenten bei gleicher Ionenenergie und Substrattemperatur verglichen.