Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 16: Plasma-Wall Interaction

P 16.4: Vortrag

Donnerstag, 11. März 2010, 15:10–15:25, B 302

Laserablation zur in-situ Charakterisierung der Tokamakwand — •N. Gierse^1,2, S. Brezinsek¹, T. F. Giesen², A. Huber¹, O. Karger^1,3, V. Philipps¹, U. Samm¹ und B. Schweer¹ — ¹Institut für Energieforschung - Plasmaphysik, Forschungszentrum Jülich GmbH, EURATOM Association, Trilateral Euregio Cluster, Jülich — ²I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln — ³Heinrich-Heine-Universität, Düsseldorf

Laserstrahlung mit hoher Leistungsdichte führt zu einer schnellen Erhitzung der getroffenen Oberfläche, bei der sich ein Plasma mit kurzer Lebensdauer bildet. Dieser als Ablation bezeichnete Prozess wird im Hinblick auf seine Verwendbarkeit zur in-situ, orts- und zeitaufgelösten Charakterisierung der im Betrieb entstehenden dünnen Schichten auf der ersten Wand eines Tokamaks untersucht.
In unseren Laborstudien wird hierfür die Leistungsdichte eines 20 ns Rubinlasers auf Kohlenstoff (EK98) und a-C:H-Schichten auf Wolfram variiert. Der Ablationsprozess wird simultan mittels optischer Spektroskopie zeitintegriert, mittels Quadrupolmassenspektroskopie zeitaufgelöst sowie post-mortem untersucht. Die Menge des ablatierten Materials stagniert ab einer Leistungsdichte von 10 J/cm² bei 80 µg/cm². Bei höheren Leistungsdichten werden die Fluktuationen des spektroskopischen Signales geringer (6,8% Fluktuation der 426,7 nm CII Linie bei 15 J/cm² gegenüber 80% Fluktuation bei 3,5 J/cm²). Ionen erreichen Energien von ≈30 eV, Neutralteilchen nur wenige eV. Weitere Ergebnisse werden präsentiert. Ein geeignetes Ablationsregime und die geplante Anwendung in TEXTOR wird vorgestellt.