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| Book/Report | FZJ-2019-00515 |
1995
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag
Jülich
Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21300
Report No.: Juel-3052
Abstract: In der vorliegenden Diplomarbeit wurde die He-Partialdruckmessung mittels optischer Spektroskopie an einer Penningentladung sowohl im sichtbaren als auch imvakuumultravioletten Spektralbereich untersucht. Der Aufbau für die Untersuchungen im sichtbaren Bereich wurde bereits an TEXTOR installiert, und nach einerÜberprüfung von dessen Funktionstüchtigkeit konnten erste Messungen vorgestellt werden. Der minimale He-Partialdruck, der im VUV nachgewiesen werden konnte, lag bei 5 $\cdot$ 10$^{-8}$ mbar, wobei diese Grenze nicht durch die Meßmethode gegeben ist; der Restgasdruck in der Penningentladung erlaubte keine Messungen bei tieferen Drücken. Im sichtbaren Spektralbereich hingegen begrenzt das Rauschen der MCP-Kamera den Meßbereich auf He-Partialdrücke über 2 $\cdot$ 10$^{-6}$ mbar. Auch bei dem kleinsten noch nachweisbaren He-Anteil schneiden die VUV-Messungen mit 1% besser ab als die Werte, die aus der vom D$_{2}$-Molekülspektrum überlagerten 667,8 nm-Linie des Heliums gewonnen wurden; hier waren nur He-Anteile über 2% sicher erkennbar. Während mit dem VUV-Spektrometer nur eine Linie beobachtet werden kann, nimmt die MCP-Kamera einen größeren Spektralbereich simultan auf, so daß neben dem He- auch der D$_{2}$-Partialdruck bestimmt werden kann; bei Randschichtkühlung mit Neon wurde auch der Neon-Partialdruck gemessen. Im VUV müßte für jede Linie einvollständiges Meßsystem installiert werden. Die Zeitauflösung des MCP-Kamerasystems beträgt aufgrund der Videonorm 20 ms; der Meßfehler steigt mit sinkendem Druck und sinkendem He-Anteil (vergl. Tabelle 2 auf Seite 34). Bei den Messungen mit dem Channeltron wird die Zeitauflösung durch die Torzeit bestimmt, und der Meßfehler ergibt sich aus den in dieser Zeit gezählten Pulsen (siehe Seite 64). Für zeitaufgelöste Messungen, die im Labor bisher nicht durchgeführt wurden, ist es sinnvoll, den Zählerstand in kurzen, äquidistanten Zeitabständen abzuspeichern. Wenn innerhalb eines solchen Intervalls nur sehr wenige Pulse aufgelaufen sind, müssen mehrere Intervalle zusammengefaßt und so über einen größeren Zeitraum gemittelt werden. Der Einfluß von CH$_{4}$ und CO auf die beiden Meßverfahren wurde untersucht, da beide Gase durch die Wechselwirkung der Plasmarandschicht mit kohlenstoffhaltigen Komponenten entstehen können. Ein CH$_{4}$-Gehalt von 10% hatte bei beiden Verfahren einen vernachlässigbaren Einfluß auf die He-Messung, während ein CO-Gehalt von 2% bei den Messungen im sichtbaren Spektralbereich das Meßergebnis bereits verfälschte. Der Einfluß der beiden Gase auf die VUV-Linie des Heliums bei 58,4 nm ist ebenso wie das vom Deuterium verursachte Untergrundsignal auf Streulicht zurückzuführen und ist somit prinzipiell vermeidbar. Es wäre also interessant, die Partialdruckmessungen mit einem besseren VUV-Monochromator zu wiederholen bzw. die Quelle des Streulichtes bei dem verwendeten Gerät auszuschalten. Es ist zu vermuten, daß die Nachweisgrenzen dadurch merklich gesteigert werden könnten. Das System wäre dann evtl. sogar zur Lecksuche geeignet. Die Installation des VUV-Systems an TEXTOR ist noch nicht erfolgt. Da das Channeltron sowohl gegen elektrische wie auch gegen magnetische Felder empfindlich ist; muß eine gute Abschirmung vorhanden sein. Mit dem bereits installierten System werden zur Zeit Untersuchungen über das Pumpverhalten von He und Ne durchgeführt; parallel wird eine weitere Penningröhre an Blatt 2 (genau gegenüber von Blatt 6) installiert, deren Signale von derselben Kamera erfaßt werden sollen.
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