Berlin 2014 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 14: Poster Session - Theory and Modelling

P 14.2: Poster

Dienstag, 18. März 2014, 16:30–18:30, SPA Foyer

Modellierung von geschichteten Filamenten in einem RF-Plasmajet — •Florian Sigeneger und Detlef Loffhagen — INP Greifswald, Felix-Hausdorff-Str. 2, 17489 Greifswald

Der Plasmajet arbeitet bei Atmosphärendruck und besteht aus zwei konzentrischen Kapillaren und zwei ringförmigen Elektroden, die um die äußere Kapillare gewickelt sind. Im aktiven Volumen zwischen den Elektroden wird ein filamentiertes Argon-Plasma durch eine RF-Spannung bei 27.12 MHz erzeugt. Je nach Entladungsbedingungen werden ein oder mehrere Filamente experimentell beobachtet.

Ein einzelnes Filament wurde mit Hilfe eines räumlich zweidimensionalen Fluidmodells theoretisch untersucht. Das axialsymmetrische Modell umfasst Kontinuitätsgleichungen für Elektronen und die wichtigsten Argonteilchen, die Elektronenenergiebilanz, die Poisson-Gleichung und eine Gleichung für die Oberflächenladung an den Wänden der Kapillaren. Außerdem wird die Wärmebilanzgleichung gelöst, um die Gas-temperatur zu ermitteln. Die Transporteigenschaften der Elektronen sowie ihre Stoßratenkoeffizienten wurden durch Lösung der Elektronen-Boltzmanngleichung als Funktion der mittleren Elektronenenergie und des Ionisationsgrades bestimmt.

Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Separation zwischen dem kontrahierten Filament im Bulkplasma und den Elektrodenregionen. Außerdem wurden ausgeprägte Schichtungen entlang des Filaments mit Modulationsgraden bis zu 90% gefunden.

Diese Arbeit wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Rahmen des SFB TRR 24 unterstützt.