Erzeugung negativer Wasserstoffionen in einer magnetischen Multipol-Plasmaquelle mit gekoppelter induktiver und kapazitiver RF-Anregung

• Applicant: Professor Dr. Hans Frieder Döbele
• Subject Area: Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5355934

Künftige Experimente zur Realisierung der Kernfusion müssen mit stromstarken Neutralteilchenstrahlen bei hoher Teilchenenergie zur Plasmaheizung arbeiten. Teilchenstrahlen aus negativen Deuterium-Ionen stellen hierfür die Ausgangsbasis dar: Plasmaquellen, die derartige Ionen liefern, müssen aus Gründen der Langzeitverfügbarkeit elektrodenlos, d.h. mit Hochfrequenzanregung arbeiten. An Plasmaquellen mit Filamentelektroden sind inzwischen die Erzeugungsmechanismen negativer Ionen (H-minus) weitgehend geklärt. Wesentlich ist dabei die Existenz einer Komponente energiereicher Elektronen, die für die Erzeugung hochangeregter Wasserstoffmoleküle sorgt. Ausgehend von diesen werden die H-minus-Ionen dann durch Stöße mit energiearmen Elektronen gebildet. Induktiv angeregte Plasmaquellen liefern zwar negative Ionen, arbeiten jedoch nach den genannten Erkenntnissen weitab vom Optimum, da die Elektronenenergieverteilungsfunktion die genannten energetischen Komponenten nicht in genügenden Anteilen aufweist. Wir erwarten, dass eine Kombination von induktiver und gleichzeitig kapazitiver Anregung es erlaubt, die Verteilungsfunktion im genannten Sinne zu optimieren. Als diagnostische Hilfsmittel sind vorgesehen: Untersuchungen der Elektronenenergieverteilungsfunktion mit Langmuir-Sonden sowie der Besetzung hochliegender Molekülzustände und der H-minus-Ionen mit Hilfe der Laserspektroskopie. Dies wird es ermöglichen, eine geeignete Abstimmung der Anregungsteile und die optimalen Betriebsparameter zu realisieren.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Hans-Michael Katsch