1 Einführung

1.1 Materialbelastung im Fusionsreaktor

Für die erste Wand und die Limiter eines Fusionsreaktors werden Materialien gebraucht, die hinreichend lange folgende Belastungen ertragen können:

• Neutronenfluß mit Energien bis 14 MeV und Energiestromdichten von ca. 1 MW/m²
• Normalbetrieb mit thermischen Energieströmen von ca. 0,2 MW/m² für Pulsdauern bis zu 500 sec, im Limiter Energieströme bis zu 5 MW/m² über dieselbe Zeit
• Disruptionen mit 500 MW/m² für 2 msec oder 75 MW/m² für 20 msec entsprechend 1 bzw. 1,5 MJ/m²
• Run-away Elektronen mit Energiedepositionen von ca. 30 MJ/m² in ca. 1 msec entsprechend 30 GW/m²

/Bo86/, /Ha86/, /To88/, /Zo87/

Mit Ausnahme des Neutronenflusses liegen ähnliche Belastungen im Plasma des TEXTOR (Torus Experiment for Technology Oriented Research) bereits vor. Für gezielte Untersuchungen ist der versuchsweise Einsatz im TEXTOR jedoch zu wenig reproduzierbar und viel zu teuer. Die zu untersuchenden Materialproben werden deshalb in einer Elektronenstrahlschweißanlage und im Neutralteilcheninjektor mit den oben genannten Energiestromdichten belastet. Die Aufheizung geschieht unter diesen Bedingungen außerordentlich schnell. Es soll deshalb versucht werden, den Temperaturverlauf mit einem schnellen Pyrometer zu beobachten und auf einem PC zu erfassen. Die notwendige Apparatur war bereits vorhanden. Aufgabe dieser Arbeit ist ihre Eichung und die Untersuchung ihrer Eignung für die beschriebenen Messungen.

1.2 Beschreibung der Apparatur

Abb.1-1 zeigt die Gesamtansicht der Apparatur. Der linke Schrank enthält vor allem Steuerungen und dient der Verbindung mit der Schaltwarte des Neutralteilcheninjektors. Die Ausgänge der Meßwandler für vier Thermoelemente und ein Vakuum-Meßgerät sind zum Rechner im rechten Schrank geführt. Im Zuge dieser Arbeit wurde davon nur einer der Thermoelementwandler benutzt. Im rechten Schrank (Abb. 1-2) befinden sich der Rechner, der Wandler des Pyrometers und im gezeigten Aufbau ein Videorecorder mit zwei Monitoren. Mit diesem soll später während der Belastung der Schädigungsverlauf beobachtet und dokumentiert werden. Ferner enthält der gezeigte Aufbau die Stromversorgungen für eine Projektionslampe und und einen Choppermotor.

Abb. 1-1: Gesamtansicht der Apparatur

Abb. 1-2: Aufbau der bei dieser Arbeit verwendeten Geräte

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