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Mainz 2022 – scientific programme

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 2: Low Pressure Plasmas I

P 2.5: Talk

Monday, March 28, 2022, 15:00–15:15, P-H11

Selbstkonsistente Modellierung einer linearen Mikrowellenplasmaquelle in einem Magnetfeld — •Stefan Merli1, Andreas Schulz1, Matthias Walker1, Yannick Kathage2, Stefan Hanke2 und Christian Day21IGVP, Universität Stuttgart — 2Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Karlsruhe

In diesem Beitrag wird der Einfluss von magnetischen Feldern auf die Eigenschaften einer linearen Mikrowellenplasmaquelle, der sogenannten Duo-Plasmaline, numerisch und experimentell untersucht. Bei dem FEM-basierten Simulationsmodell werden die Transportgleichungen für die Elektronen und der schweren Teilchen selbstkonsistent mit der elektrischen Feldverteilung der eingestrahlten Mikrowelle gelöst. Das betrachtete Plasmagas ist H2, welches durch insgesamt 44 Elektronenstoß-, Schwerteilchenstoß- und Wandrekombinationsreaktionen in das Modell implementiert wurde. Das zeitlich konstante und homogene Magnetfeld, welches über die Diffusivitäts- und Mobilitätstensoren in die Transportgleichungen eingeht, wurde in paralleler und senkrechter Orientierung zur Plasmaquelle untersucht. Die magnetische Flussdichte wurde über einen weiten Bereich von 0 T über 87,5 mT (ECR) bis hin zu 1 T variiert. Das Hauptaugenmerk lag auf der Untersuchung des Einflusses des Magnetfeldes auf den Heizmechanismus, der Form des Plasmas, den Änderungen in der Dichte und Temperatur sowie in der Dissoziationsrate für H2. Die Ergebnisse aus den Simulationen werden mit Untersuchungen aus dem Experiment FLIPS, bei welchem homogene Magnetfelder bis zu 250 mT parallel oder senkrecht zur Plasmaquelle erzeugt werden können, verglichen.

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