Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Detektory gazowe – drugie życie w badaniach termojądrowych

Chernyshova Maryna, Kowalska-Strzęciwilk Ewa

Postępy Techniki Jądrowej

|

2023

|

z. 4

18--33

PL

Poszukiwanie najnowszych technologii w dziedzinie diagnostyki plazmy jest napędzane rosnącymi wymogami dotyczącymi stabilności materiałów, pod wpływem rożnego rodzaju promieniowania, stosowanych w budowie i eksploatacji urządzeń termojądrowych. W miarę postępu tych urządzeń, badanie procesów zachodzących podczas oddziaływania promieniowania z materią staje się coraz bardziej istotne. W tym kontekście poszukiwanie innowacyjnych technologii, zwłaszcza w detekcji obrazowej promieni X, staje się niezbędne dla nowej generacji reaktorów, takich jak ITER, oraz przyszłej elektrowni termojądrowej DEMO. Współcześnie powszechnie używane detektory promieniowania rentgenowskiego stosowane w takich warunkach stoją przed znaczącym wyzwaniem – szybką degradacją pod wpływem intensywnych strumieni neutronów charakterystycznych dla urządzeń termojądrowych. Kwestia ta wytycza potrzebę opracowania nowej technologii detekcji promieniowania rentgenowskiego dostosowanej do unikalnych wymagań obecnych oraz przyszłych urządzeń termojądrowych, z naciskiem na ich odporność i trwałość. Mimo iż tradycyjnie detektory półprzewodnikowe są wciąż wykorzystywane do rejestracji miękkich promieni rentgenowskich (z ang. SXR – Soft X-Ray), to istnieje rosnące zainteresowanie badaniem detektorów gazowych w układach plazmowych, jako bardziej obiecujących kandydatów ze względu na ich inherentną odporność na promieniowanie neutronowe. Wśród nowej klasy detektorów gazowych szczególnym wyróżnieniem cieszy się detektor typu GEM (z ang. GEM – Gas Electron Multiplier). Detektor tej klasy wykazuje wysoki współczynnik wzmocnienia dla pierwotnego ładunku pochodzącego z absorpcji fotonów, co między innymi czyni go właściwym wyborem do zastosowań w przyszłych reaktorach termojądrowych.

EN

The search for the latest technologies in the field of plasma diagnostics is driven by increasing requirements for material stability under the influence of various types of radiation used in the construction and operation of thermonuclear devices. As these devices advance, studying the processes that occur during radiation-matter interactions becomes increasingly important. In this context, the search for innovative technologies, especially in X-ray imaging detection, becomes essential for future reactors such as ITER and the future thermonuclear power plant DEMO. Currently widely used X-ray radiation detectors used in such conditions face a significant challenge - rapid degradation under the influence of intense neutron flux characteristic of thermonuclear devices. This problem necessitates the development of new X-ray detection technology tailored to the unique requirements of current and future thermonuclear devices, with a focus on their resistance and durability. Although semiconductor detectors are traditionally used for soft X-ray (SXR) detection, there is growing interest in studying gas detectors for plasma devices as more promising candidates due to their inherent resistance to neutron radiation. Among the new class of gas detectors, the Gas Electron Multiplier (GEM) type detector is particularly notable. This type of detector exhibits a high gain coefficient for the primary charge resulting from photon absorption, making it, among other things, a noteworthy choice for applications in future thermonuclear reactors.

2

Analityka spektrochemiczna - emisyjna spektrometria atomów i cząsteczek dwuatomowych wybranych plazm bezelektrodowych

Borkowska-Burnecka J.

Prace Naukowe Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2012

|

Nr 9, nr 9

178--178

PL

Omówiono zastosowanie spektrometrii emisyjnej plazm bezelektrodowych w analizie składu pierwiastkowego różnorodnych materiałów, w analizie oscylacyjno-rotacyjnej cząsteczek oraz do wyznaczania parametrów fizykochemicznych plazmy. W pierwiastkowej analizie spektrochemicznej wykorzystano plazmę indukcyjnie sprzężoną (ICP). Badania obejmowały testowanie różnych metod wprowadzania próbek do plazmy, analizę efektów matrycowych i interferencji spektralnych w powiązaniu z diagnostyką spektroskopową wyładowania oraz opracowanie nowych, przyjaznych środowisku metod przygotowania próbek do analiz wielopierwiastkowych. Określono efektywność różnych procedur mineralizacji próbek oraz zaproponowano alternatywne nowe procedury przeprowadzenia analitu do roztworu oparte na ekstrakcji wspomaganej energią mikrofalową lub ultradźwiękową. Przedstawiono możliwość izolowania analitów od matrycy, wzbogacania analitów, obniżenia granic wykrywalności, redukcji efektów matrycowych oraz uproszczenia procedury kalibracyjnej dzięki wykorzystaniu ekstrakcji w punkcie zmętnienia. Określono wpływ różnych matryc na parametry charakteryzujące plazmę, takie jak temperatura, gęstość elektronowa, stopień jonizacji oraz zależność efektów matrycowych od parametrów fizycznych stosowanych linii analitycznych. Przedstawiono wykorzystanie bezelektrodowej plazmy chemiluminescencyjnej w badaniach struktury widm cząsteczek dwuatomowych i wyznaczaniu ich podstawowych stałych molekularnych oraz rolę i zastosowanie w analizie pierwiastkowej i diagnostyce plazmy. Stosując głównie metodę wysokorozdzielczej spektrometrii fourierowskiej, analizowano widma GeBr, PbH, PbD, Pb2 i PbLi wzbudzone w niskociśnieniowym wyładowaniu mikrofalowym oraz w reakcji chemiluminescencji połączonej z wyładowaniem mikrofalowym. Wyznaczono po raz pierwszy stałe molekularne wzbudzonych stanów elektronowych tych cząsteczek. Zaproponowano wykorzystanie widm ciężkich molekuł, takich jak Bi2 i BiN do określenia równowagi termodynamicznej w układach emitujących promieniowanie.

EN

The study demonstrates application of emission spectrometry of electrodeless plasma in analysis of elemental composition of various materials and in vibrational-rotational analysis of diatomic molecules as well as in determination of physical plasma parameters. Inductively coupled argon plasma was utilized for elemental spectrochemical analysis. Various methods of introduction of samples into the plasma, matrix effects and spectral interferences were studied in relation with physical parameters of the analytical lines and plasma characteristics. New, environmen- tal friendly methods of sample preparation for multi-elemental spectrochemical analysis have been devel- oped and verified. Various sample digestion methods were compared in terms of their effectiveness and altemative pro- cedures based on microwave or ultrasound assisted extraction have been proposed and validated. Possibil- ities of analyte isolation from complex matrix and its enrichment as well as lowering of detection limits and simplification of the calibration step were achieved by the cloud point extraction. Effects of various matrices on linę intensities and plasma parameters such as electron number density, excitation and ioniza- tion temperatures have been presented and discussed. lnvestigation of structure and determination of spectroscopic constants of diatomic molecules as well as their role and application in elemental analysis and plasma diagnostics were presented. Spectra of GeBr, PbH, PbD, Pb2 and PbLi were excited in plasma generated by microwave or chemiluminescence combined with microwave discharges. The analyses were mainly performed by the high resolution Fourier transform spectrometry. Rotational and vibrational analyses of new electronic transitions were carried out and molecular spectroscopic constants of excited electronic States have been determined for the first time. Spectra of heavy molecules such as Bi2 or BiN were proposed for plasma diagnostics and estimation of thermodynamic eąuilibrium in objects emitting radiation.

3

System pomiarowy do dynamicznej spektroskopii widma emisyjnego plazmy TR-OES do diagnostyki plazmy wyładowania jarzeniowego w układzie magnetronowym zasilanym impulsowo

Wiatrowski A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

89-94

PL

Artykuł podejmuje tematykę budowy systemu pomiarowego do dynamicznej spektroskopii optycznego widma emisyjnego plazmy (ang. Time-Resolved Optical Emission Spectroscopy - TR-OES). Przedstawione rozwiązanie projektowano pod kątem zastosowania tego układu do diagnostyki plazmy wyładowania jarzeniowego wytwarzanego przez magnetronowy układ rozpylający zasilany impulsowo. W artykule omówiono zasadę działania, nakreślono podstawy konstrukcji oraz przedstawiono przykładowe wyniki zarejestrowane przy użyciu zaproponowanego rozwiązania.

EN

The article discusses the construction of measurement system for Time Resolved Optical Emission Spectroscopy (TR-OES). The described solution was designed in terms of its application for diagnostics of glow discharge plasma in a pulsed magnetron sputtering deposition system. This article discusses the principle of operation, outlines the basis of the electronic circuitry design, shows sample results obtained using the proposed solution.

4

Diagnozowanie procesu reaktywnego rozpylenia

Brudnik A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 5

132-134

PL

W pracy przedstawiono zagadnienia związane z występowaniem niestabilności procesu reaktywnego rozpylania magnetronowego, spowodowanej zmianami szybkości rozpylania materiału tarczy katody pokrytego produktami reakcji z gazem reaktywnym.

EN

In the present work, the effect of target poisoning and plasma diagnostics signals were discussed.

5

Skład plazmy metalicznej łuku elektrycznego prądu stałego

Raniszewski G., Kołaciński Z.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2008

|

Z. 236

201-222

PL

Zastosowania plazmy łuku elektrycznego można podzielić na: zastosowania w elektrotechnice oraz zastosowania w procesach termicznych (lub termochemicznych). W większości przypadków w skład plazmy - poza gazem, w którym pali się łuk występuje metal wprowadzony celowo lub występujący jako składnik niepożądany. Celem niniejszej pracy jest określenie wpływu wybranych metali na skład plazmy. W pierwszej części krótko scharakteryzowano plazmę metaliczną. Następnie zaprezentowano metodykę obliczania składu plazmy. Na koniec przedstawiono zastosowany układ badawczy oraz przykładowe wyniki obliczeń.

EN

The applications of electric arc plasma can be classified in two cathegories: electrical and thermal (chemical). In most cases plasma consists not only of inert gas but also inserted on purpose or in udesirable way metal. Additional element in electric arc plasma influences on its equilibrium ant thermochemical parameters having in consequence effect to analysed process. The purpose of this work is to show influence of some selected metals on plasma composition. The way of calculating to estimate of plasma properties without resorting of very complex models have been developed and some results for electric arc metal plasma are presented.

6

Pomiary sondą Langmuira rozpylania magnetronowego przy zasilaniu impulsowym

Brudnik A., Czapla A., Socha M., Różycki M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 10

29-30

PL

Zastosowanie do zasilania katody magnetronowej zasilaczy impulsowych ze zmiennym współczynnikiem wypełnienia impulsu wyjściowego powoduje, że parametry plazmy w czasie procesu ulegają zmianom, odzwierciedlając chwilowe wartości prądu katody. Do pomiaru parametrów plazmy przy zasilaniu impulsowym wykonano układ pomiarowy synchronizowany impulsami prądowymi w obwodzie katody. Uzyskano możliwość stabilnych pomiarów charakterystyki prądowo-napięciowej sondy Langmuira w celu uzyskania wartości parametrów plazmy.

EN

Application of PWM (pulse width modulation) power supply for magnetron sputtering, results in changing parameters of plasma reflecting present value of discharge current. Application of synchronisation system allowed to record stable current-voltage characteristic of Langmuir probe. Synchronisation pulse was set up by magnetron current signal.

7

Laser-produced copper plasmas

Henc-Bartolic V., Kovacevic E., Kunze H.-J., Stubicar M.

Journal of Technical Physics

|

2003

|

Vol. 44, no 2

153-158

EN

The Cu plasmas were produced by a ruby laser (~ 5 J, 694.3 nm, ~ 18 ns, ~140 GWcm^-2). Time-resolved spectra of the plasmas were observed in the region of 8-24 nm. The electron temperature was estimated to be about 40 eV. A small depth of the crater (~ 3 [my]m) and the surrounding ripples were observed at the Cu target surface. The trace of deposited plasma was explained as the Rayleigh-Taylor instability. Plasma was transparent to the laser beam.

8

Application of automated interferometric system for investigation of the behaviour of a laser-produced plasma in strong external magnetic fields.

Kasperczuk A., Pisarczyk T.

Optica Applicata

|

2001

|

Vol. 31, nr 3

571-597

EN

Achievements of the authors in the field of technical and numerical problems of multi-frame interferometry are presented. A three-channel interferometric system with an automatic image processing for laser-produced plasma is described. The measurements of electron density distributions in a plasma generated by a laser and confined by a strong magnetic field (up to 15 T) are the main part of this work. Numerical analysis of interferograms of the plasma and numerical methods of the reconstruction of electron density spatial profiles, both in an axially symmetrical plasma and in a plasma stream of disturbed axial symmetry are presented in more detail.

9

Detection of microsecond plasma pulses in MW range

Werner Z., Langer J., Stanisławski J., Białoskórski J.

Journal of Technical Physics

|

2000

|

Vol. 41, no 1

55-64

EN

The paper presents the preliminary results of the investigations on the detection of high power plasma pulses. Three types of detectors were examined : pyroelectric sensor, plasma-to-IR radiation converter, and thin film differential thermocouple sensor. The operation of the detectors was studied for microsecond range of the plasma pulse duration. Numerical simulation of the thermal evolution of multi-layer structures was used to optimise the design of the detectors. It is concluded that thermocouple sensors are able to provide the most relialiable data. Directions of further development of this kind of sensors are discussed.