Regensburg 2016 – wissenschaftliches Programm

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O: Fachverband Oberflächenphysik

O 14: Surface Chemical Dynamics

O 14.4: Vortrag

Montag, 7. März 2016, 15:45–16:00, S053

Deuterium/Wasserstoff-Isotopenaustausch an Beryllium und Berylliumnitrid — •Petra Dollase, Michael Eichler, Martin Köppen, Timo Dittmar und Christian Linsmeier — Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung - Plasmaphysik, 52425 Jülich, Germany

In den Fusionsexperimenten JET und ITER besteht die erste Wand im Hauptraum aus Beryllium (Be). Zur Strahlungskühlung im Divertor wird der Einsatz von Stickstoff diskutiert. Dieser kann mit der Oberfläche der ersten Wand zu Berylliumnitrid (Be₃N₂) reagieren. Als Brennstoff werden die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium eingesetzt, die in der Fusionsreaktion zu Helium und einem Neutron reagieren. Da der magnetische Einschluss des Plasmas nicht perfekt ist, treffen auch Deuterium- und Tritiumionen auf die Berylliumwand auf und können sich dort anreichern. Das soll aufgrund der Radioaktivität von Tritium unbedingt vermieden werden. Daher wird zur Regenerierung der ersten Wand der Isotopenaustausch mit Deuterium untersucht. Wir untersuchen den Isotopenaustausch von Deuterium und Protium, um nicht mit radioaktivem Tritium arbeiten zu müssen. Der Ionenbeschuss wird dabei mit einer Ionenquelle simuliert. Mit Spannungen bis maximal 5 kV werden Deuterium- und protische Wasserstoffionen in polykristallines Be bzw. Be₃N₂ implantiert. Die Proben werden dann in-situ mit Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und thermischer Desorptionsspektroskopie (TDS) analysiert. Anschließend werden unter den gleichen Bedingungen hergestellte Proben ex-situ mittels nuklearer Reaktionsanalyse (NRA) charakterisiert.