Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3560
Lindner, Peter
Untersuchung der Freisetzungsmechanismen von Helium und Neon an Kohlenstoff und Wolfram in TEXTOR-94
128 S., 1998

Ein tiefes Verständnis der Plasma - Wand - Wechselwirkung ist auf dem Weg zu einem Fusionsreaktor von entscheidender Bedeutung. Sie bestimmt zu einem großen Teil den radial einwärts ins Plasma gerichteten Transport von Atomen. Das Recycling von Helium, als ein Produkt einer Fusionsreaktion, und Neon, als favorisierten Kandidaten für die Randschichtkühlung eines Fusionsreaktors, spielt in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle.

In dieser Arbeit wurden mit Hilfe von spektroskopischen Methoden die Geschwindigkeitsverteilung aus der Dopplerverbreiterung und die Eindringtiefe aus der radialen Intensitätsverteilung entsprechender Emissionslinien von Helium und Neon an einem Limiter bestimmt.

Es ist zum ersten Mal an einem Tokamak - Experiment gelungen, das Recycling von Helium und Neon an Kohlenstoff- und Wolframlimitern durch drei Prozesse gut zu beschreiben:

 · thermische Desorption,

 · ioneninduzierte Desorption,

 · Teilchenreflexion.

Für die Interpretation der experimentellen Ergebnisse, besonders für die der Teilchenreflexionskoeffizienten, war es von entscheidender Bedeutung, Kenntnisse über den Einfallswinkel der Helium und Neonionen auf der Festkörperoberfläche zu erhalten. Die Berechnung dieses Einfallswinkels erfolgte durch die numerische Lösung der Bewegungsgleichungen innerhalb der magnetischen und der Debye-Schicht.

Mit Hilfe einer Ausgleichsrechnung und durch die Annahme, da die thermische Desorption durch eine Maxwell - Geschwindigkeitsverteilung, die ioneninduzierte Desorption durch eine Thompson - Geschwindigkeitsverteilung und die Teilchenreflexion durch Modellrechnungen mit dem TRIM Code beschrieben werden kann, sind die einzelnen Prozesse getrennt worden.

Durch die Trennung der einzelnen Prozesse war es möglich festzustellen, daß die Teilchenreflexion die größte Auswirkung auf die Eindringtiefe von Atomen ins Plasma hat. Steigt durch die erhöhte Teilchenreflexion die mittlere Geschwindigkeit der gesamt emittierten Atome an, so macht sich dieser Effekt durch eine größere Eindringtiefe bemerkbar. Die Teilchenreflexion steigt besonders signifikant an, wenn anstelle des Kohlenstofflimiters ein Wolframlimiter benutzt wird.


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Letzte Änderung: 07.06.2022