Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 7: Poster: Modellierung und Simulation von Niederdruckplasmen

P 7.8: Poster

Dienstag, 29. März 2011, 17:00–19:00, Foyer

Modellierung der N₂-Strahlung in Niederdruck-Bogenentladungen mittels Stoß-Strahlungs-Modell — •Roland Friedl^1,2, Ursel Fantz^1,2 und Florian Vogel¹ — ¹Universität Augsburg, Lehrstuhl für Experimentelle Plasmaphysik, 86135 Augsburg — ²Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, EURATOM Assoziation, 85748 Garching

Niederdruck-Bogenentladungen mit Stickstoff bzw. N₂/Ar-Mischungen zeigen über einen weiten Druckbereich eine hohe Emission insbesondere des 1. positiven Stickstoffsystems (B-A-Übergang). Um die relevanten Besetzungsmechanismen der strahlenden Stickstoffniveaus zu identifizieren, wurde die Bandenstrahlung der prominenten N₂-Systeme (Übergänge C³Π_u → B³Π_g und B³Π_g → A³Σ_u⁺) mithilfe des Stoßstrahlungsmodells YACORA N₂ modelliert. Experimentell bestimmte Plasmaparameter dienten den Berechnungen als Eingangsparameter. Dabei wurde die Intensität der N₂-Molekülstrahlung bei Variation der Gasmischung (von 0,1 % N₂ in Argon bis zu 100 % N₂), des Absolutdrucks (10⁻¹ bis 10² mbar) und des Entladungsstroms (200 bis 500 mA) simuliert. In reinem Stickstoff zeigen die Berechnungen eine gute Übereinstimmung mit den Messwerten, wohingegen zur Anpassung von N₂/Ar-Entladungen das Modell um Schwerteilchenstöße mit Argon erweitert werden musste, um die gemessene Besetzung des B-Zustandes zu erklären. Die Ergebnisse können dazu dienen, die Emission einer auf Stickstoff basierenden Entladungslampe (als Alternative zum umweltschädlichen Quecksilber) zu optimieren.