Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm
Bereiche | Tage | Auswahl | Suche | Aktualisierungen | Downloads | Hilfe
P: Fachverband Plasmaphysik
P 20: Poster: Diagnostik
P 20.6: Poster
Donnerstag, 15. März 2012, 16:30–19:00, Poster.III
Zeitaufgelöste Emissionsspektroskopie von Impaktplasmen — •Dominic Heunoske, Frank Schäfer und Martin Schimmerohn — Fraunhofer EMI, Freiburg, Deutschland
Bei Einschlägen von Weltraumschrott auf Raumfahrtkomponenten entsteht aufgrund der hohen Geschwindigkeiten von mehreren km/s ein kurzzeitiges Impaktplasma. Dieses Plasma hat eine Lebensdauer von wenigen Mikrosekunden und wurde bisher wenig untersucht. Am Fraunhofer EMI werden Impaktversuche an verschiedenen Materialien durchgeführt. Mittels eines Leichtgasbeschleunigers werden Aluminiumkugeln mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern auf bis zu 8 km/s beschleunigt. Ein Messsystem bestehend aus Spektrograph und Streak-Kamera ermöglicht es zeitaufgelöste Spektroskopie am Impaktplasma durchzuführen. In den ersten Mikrosekunden der Plasmaausbreitung ist das Plasma optisch dicht. Hier wurde ein eindimensionales Strahlungsmodell, das den Temperatur- und Dichtegradient im Plasma berücksichtigt, gemäß der Messdaten adaptiert und so die Elektronendichte und -temperatur bestimmt. Im späteren Verlauf der Plasmaausbreitung wurde die Elektronentemperatur über relative Intensitäten verschiedener Spektrallinien bestimmt. Die Elektronendichte lässt sich über die Linienverbreiterung auf Grund des Starkeffekts bestimmen. So ist es gelungen Elektronentemperatur und Elektronendichte des Plasmas mit einer zeitlichen Auflösung von 500 ns über einen Zeitraum der Ausbreitung von 10 µ s zu bestimmen. Es zeigte sich, dass die Temperatur während dieser Zeit von 30000 K auf 5000 K absinkt. Analog dazu fällt die Elektronendichte von 1019 cm−3 auf 1017cm−3.