Intensive Strahlungsquellen im Spektralbereich der weichen Röntgenstrahlung
finden in Forschung und Industrie vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Da
Pinchplasmen in diesem Bereich intensive Linienstrahlung emittieren können,
wurde der kompakte und transportable Doppelplasmafokus SPEED3 mit planer
Isolatorgeometrie entwickelt und im Rahmen dieser Arbeit erfolgreich aufgebaut
und in Betrieb genommen.
Nach dem Aufbau bzw. der Entwicklung der
benötigten Diagnostikeinrichtungen wurde das Schaltverhalten der Funkenstrecken
und die Symmetrie der Stromzuführung überprüft und die zeitweise aufgetretenen
Asymmetrien weitestgehend beseitigt.
Die Schichtbildung und das Pinchverhalten wurden unter Verwendung von Bildwandlerkameras im sichtbaren Spektralbereich untersucht. Dabei wurde festgestellt, daß es nur bei Verwendung von leichten Gasen (Deuterium oder Wasserstoff) zu effizienter Pinchbildung kommt. Bei Entladungen mit Argonzusatz wurde die Schichtbildung so stark beeinträchtigt, daß eine gute Kompression der Schicht ausblieb.
Besonderer Wert wurde auch auf die Beobachtung der Auswirkungen der Potentialsteuerung gelegt, die bei positiver Aufladung die Schichtbildung verbessern sollte. Jedoch war weder beim gepulsten Betrieb mit 50-kV-Pulsen noch bei statischer Aufladung auf 5 kV eine deutliche Auswirkung auf die Schichtbildung zu beobachten, da entweder die verwendeten Spannungen zu niedrig waren oder eine Potentialsteuerung bei planer Isolatorgeometrie prinzipiell wenig Wirkung zeigt. Dies eröffnet jedoch die Möglichkeit des Einbaus einer Erdplatte anstelle der Potentialsteuerung, was eine Reihe von Vorteilen bietet.
Aus Bildwandleraufnahmen zur Kompressions- und Pinchphase wurde versucht, die Schichtgeschwindigkeiten in verschiedenen Arbeitsgasen zu bestimmen und daraus die Verweilzeit der Schicht auf den Isolatoren abzuschätzen. Es ergab sich für Deuterium eine Zeit zwischen 85 und 125 ns, während die theoretischen Werte zwischen 76 und 158 ns liegen.
Mit Hilfe einer Szintillator-Photomultiplier-Anordnung wurden die während der Pinchphase entstehende harte Röntgenstrahlung und emittierte Fusionsneutronen zeitaufgelöst registriert. Durch die Annahme eines an anderen Fokusanlagen gemessenen Energiespektrums der Neutronen konnte der Emissionsbeginn der Neutronen abgeschätzt werden. Es ergab sich, daß die Röntgenstrahlung und die Neutronenemission fast gleichzeitig beginnen, die Neutronenproduktion jedoch manchmal mit geringfügiger Zeitverzögerung (max. 25 ns) einsetzt.
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