Titelaufnahme

Titel
Ion-surface collisions of slow ions with fusion-relevant surfaces / by Martina Harnisch, MSc
VerfasserHarnisch, Martina
Betreuer / BetreuerinnenScheier, Paul
ErschienenInnsbruck, July, 2015
UmfangGetrennte Zählung : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Innsbruck, Dissertation, 2015
Datum der AbgabeJuli 2015
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Ionen-Oberflächen Wechselwirkung / Plasma-Wand Wechselwirkung / Ionenphysik / Fusion / fusionsrelevante Materialien / Oberflächen / Stöße
Schlagwörter (EN)ion-surface interactions / plasma-wall interactions / ion physics / fusion / fusion-relevant material / surfaces / collisions / ion-surface interactions - plasma-wall interactions - ion physics - fusion - fusion-relevant material - surfaces - collisions
Zugriffsbeschränkung
 Das Dokument ist ausschließlich in gedruckter Form in der Bibliothek vorhanden.
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Momentan stellen Plasma-Wand Wechselwirkungen eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung von Fusionsreaktoren, die die Verwendung von Fusionsenergie als zukünftige Energiequelle ermöglichen sollen, dar. Ionen-Obrflächenwechselwirkungen stellen eine wertvolle Methode dar, Prozesse die an den diversen Wandmaterialien eines Fusionsreaktors auftreten zu untersuchen.

Im Rahmen dieser Dissertation sollen unterschiedliche Resultate von Wechselwirkungen von möglichen "Seeding-Gasen", die zur

gezielten Kühlung der Plasmateilchen in ITER verwendet werden sollen, mit den Materialien, die die Innenwand des Reaktors auskleiden sollen, präsentiert werden. Neben den vorhergesehenen Fusionsmaterialien (Be, W, CFC) bildet die Untersuchung von Mischmaterialien, die sich aufgrund von Materialmigration bilden können, einen weiteren Schwerpukt dieser Arbeit.

Insbesondere sollen Wechselwirkungen von Ar+ und N2+ mit Beryllium- und Wolframoberflächen und Beryllium-Wolfram Gemischen mithilfe eines Tandem-Massenspektrometer untersucht werden. Das Hauptinteresse liegt dabei auf der Erosion der unterschiedlichen Materialien, die durch physikalisches und chemisches Sputtern verursacht wird.

Darüberhinaus werden im zweiten Teil der Arbeit chemische Reaktionen, die zwischen den Projektilionen und den an der Oberfläche angelagerten Kohlenwasserstoffen auftreten, untersucht. F\"ur diese Messungen werden die oben genannten Projektilionen durch deutlich reaktivere Ionen (N+, NH+, NH3+) ersetzt. Bei den durchgeführten Messungen konnte eine Zahl an unterschiedlichen Produktionen identifiziert werden, die von heterogenen Oberflächen-Reaktionen abstammen. Besondere Aufmerkasmkeit wurde dem Produktion HCN+ geschenkt, das eine erhebliche Bedeutung im Feld der Astrochemie mit sich bringt.

Abschließend wird die Energieabhängigkeit einzelner Produktionen und die Interpretation verschiedener Massenspektren, die im Laufe dieser Arbeit präsentiert werden, allgemein disskutiert.

Zusammenfassung (Englisch)

In fusion research, interactions of plasma with the surrounding vessel walls still constitute one of the biggest challenges on the way to make thermonuclear fusion a potential future energy source. Ion-surface interactions turned out to be a useful tool to investigate different processes appearing at the wall materials.

In this thesis results on the interaction of potential seeding gases used for power dissipation in ITER and the planned plasma-facing materials will be presented. Besides the proposed fusion materials, a special emphasis is guided to mixed-materials that are expected to develop due to material migration in the plasma vessel. In particular, a tandem mass spectrometer is used to investigate interactions of Ar+ and N2+ with surfaces of beryllium, tungsten and beryllium-tungsten mixed layers. The main focus is directed to material erosion due to physical or chemical sputtering processes.

In a second part the investigations are expanded to chemical reactions appearing in interactions with hydrocarbon-covered target surfaces. For these studies some more reactive species, i.e N+, NH+, and NH3+ were used as projectile ions. Different product ions resulting from heterogeneous surface reactions could be identified. Special attention was given to the formation of HCN+ which is of considerable relevance for astrochemistry.

Finally some general discussions concerning the energetics and the interpretation of different product ion mass spectra are provided in the course of this thesis.

Statistik
Das PDF-Dokument wurde 0 mal heruntergeladen.