Greifswald 2009 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 17: Poster: Plasma-Wand-Wechselwirkung

P 17.4: Poster

Mittwoch, 1. April 2009, 17:30–19:30, Foyer des IfP

Erosionsverhalten dotierter Kohlenstoffmaterialien in Deuterium–Niederdruckplasmen — •Patrick Starke¹, Martin Balden², David Filimonov¹, Christoph Adelhelm², Philipp Sauter² und ExtreMat Partner² — ¹Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik, Universität Augsburg, 86135 Augsburg — ²Max–Planck–Institut für Plasmaphysik, EURATOM Assoziation, 85748 Garching

Wandmaterialien zukünftiger Fusionsreaktoren müssen extremen Belastungen, d.h. hohen Wärme– und Teilchenflüssen, standhalten. Aufgrund seiner hervorragenden thermomechanischen Eigenschaften eignet sich Kohlenstoff für diesen Einsatzzweck. Ein Nachteil ist hierbei eine verhältnismäßig hohe Erosion durch Wasserstoffplasmen, verursacht durch den gleichzeitigen Beschuss von energetischen Ionen und thermischen Wasserstoffatomen. Eine Dotierung des Materials kann die Erosionsausbeute jedoch stark verringern. Im Rahmen des ExtreMat–Projektes wurden verschiedene Kohlenstoffmaterialien (CFC– und Bulkmaterialien) mit Dotierungen von Titan und Zirconium entwickelt. Diese wurden in induktiv gekoppelten HF–Deuteriumplasmen, deren Plasmaparameter und Teilchenflüsse gut charakterisiert sind, bei einer Ionenenergie von 30 eV und Oberflächentemperaturen von 300 K und 630 K untersucht. Ein Zeitverlauf der Erosionsausbeute ergibt sich mit der optischen Emissionsspektroskopie aus der Emission der C₂– und CD–Molekülbanden und zeigt eine signifikante Reduktion der Erosionsausbeute. Die Resultate werden mit Ergebnissen aus Ionenstrahlexperimenten verglichen.