Erste Experimente mit dem neuen Divertormanipulator an ASDEX Upgrade

Bild vergrößern

Gleichzeitig mit dem Einbau eines Divertors aus massiven Wolframziegeln wurde ein neues Manipulatorsystem entwickelt, das es gestattet, komplette Testziegel im Divertor von ASDEX Upgrade zu exponieren (Bild oben). Da die Proben über eine Luftschleuse ausgewechselt werden können, ist es möglich den Einfluss von Plasma-Material-Wechselwirkungen auf die Proben außerhalb des ASDEX Upgrade-Vakuums detailliert zu untersuchen. Dazu steht am IPP eine Vielzahl oberflächenanalytischer Methoden zur Verfügung. Der neue Manipulator ist das erste System mit dem Proben in der Größe ganzer Targetplatten exponiert und zwischen Experimentiertagen ausgetauscht werden können. Dabei können auch aktiv gekühlte Komponenten eingesetzt werden, was weltweit einmalig Tests von Targetplattenkonzepten unter realistischer Magnetfeldgeometrie und Plasmabelastung ermöglichen wird. In der Experimentkampagne 2014 wurde der Manipulator erfolgreich in Betrieb genommen. Das erste Experiment diente der Untersuchung von Erosionseigenschaften des Divertormaterials Wolfram. Zum einen wurde der Einfluss der Oberflächenrauhigkeit auf die Wolframzerstäubung quantitativ bestimmt. Ein weiterer Punkt war der direkte Nachweis prompter Redeponierung zerstäubter Wolframatome während ihres ersten Gyro-Orbits nach Ionisation. Um die dazu notwendigen Oberflächenanalysen zu vereinfachen, wurden zwei Targetplatten mit Intarsienproben verwendet. Diese Proben wurden mit Markerschichten versehen, deren Dicke vor- und nach einer Exponierung vermessen wurde, um Erosionsraten des Markermaterials zu bestimmen. Gleichzeitig kann mit demselben Messverfahren auch die Deponierungsrate von Plasmaverunreinigungen auf der Oberfläche quantitativ bestimmt werden. Beide Größen sind essentiell zur Abschätzung der Lebensdauer der Divertortargetplatten, die entscheidend zu den Betriebskosten eines Fusionsreaktors beiträgt.

 
loading content