10477533
Descripción
Fichas por Tom Schobert, actualizado hace más de 1 año
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Creado por Tom Schobert
hace más de 7 años
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| Pregunta | Respuesta |
| Plasmaröntgenquellen | Strahlung aus Plasma Laserplasmen Z-Pinch |
| Plasma | - ionisierte Materie bei hoher Temperatur - freie Elektronen/Ionen mit statistischer Geschwindigkeitsverteilung durch Medium - Emission intensiver elektromagnetischer Strahlung - Modifizierung Strahlung vor Verlassen des Plasmas |
| Linienstrahlung („gebunden,gebunden“): | - Neutralatome laufend angeregt (Emission bei fester Wellenlänge) - Verbreiterung Spektrallinien durch Stoß-,Druck-, oder Dopplerverbreiterung |
| Rekombinationsstrahlung(„frei,gebunden“): | - langsame Elektronen mit Ionen - kontinuierliche Strahlung, kein definiertes oberes Niveau |
| Bremsstrahlung(„frei,frei“): | - freie Elektronen in naher Umgebung Ion abgebremst und gestreut (Abstrahlung) |
| optisch dünnes Plasma | - a’vL<<1 - jedes emittierte Photon kann Plasma verlassen - Spektroskopie liefert Teilchendichten, Ionisationsstufen, Besetzung und auch T,p |
| optisch dickes Plasma: | - a’vL>>1 - erzeugtes Licht kann Plasma i.d.R nicht verlassen (absorbiert,re-emittiert) - Hohlraumstrahlungsfeld(Planck) - spektralcharakteristisch (Leuchtkraft nur von T abhängig) |
| Plasma im Experiment | - Mischungen für bestimmte Wellenlängen - gepulste Plasmen |
| Thermische Laserplasmen: | - Fokus intensiver Lichtpulse auf Materie → Plasma→ Zustand hoher Dichte (ns) → explosionsartige Expansion - nahe am thermischen GGW → optisch dick → Planck ähnliches Spektrum - Umwandlung in harte Strahlung mit hoher Effizienz (Elektronen richtiger Energie) o zu wenig: zu weich o zu viel: zu tief ins Material |
| Effizienz thermischer Laserplasmen | - hoch-Z-Material (Effizienz) - ns-Pulse J bis kJ-Bereich, Gold-/Wolframtargets (bis zu 80 % Konversionseffizienz) - inkohärente harte Strahlung (Planckartiges Spektrum) - Äquivalenztemperaturen einige eV bis viele keV |
| Nichtgleichgewichts-Laserplasmen | - Ultrakurzpulslaser erhitzen freie Elektronen (20keV-10 MeV) - Röntgenstrahlung beim Treffen auf Materie (Energieverteilung statt fester Energie) - Röntgenpulsdauern < 100 fs (zeitaufgelöste Strukturanalyse) - Herstellung hochgeladener Ionen in großer Dichte+Anregung (Ionenspektren) |
| Prinzip Z-Pinch | - voll ionisiertes Medium (Plasma) in zylindrischer Geometrie - starker Strom in Achsrichtung: o azimutales Magnetfeld drängt bewegte Ladungsträger zur Achse hin o Kompression o Druck o Plasma auseinander - magnetische Kompression und thermodynamische Expansion GGW bei Plasmaradius R |
| „Drahtexplosion“ Ablauf: | - viel zu starker Strom durch metallisches Kabel - verdampft - Übergang in Plasmazustand - weiterhin Strom - Pinch-Effekt - gepulste Strahlung wenige Male pro Stunde |
| „Drahtexplosion“ Einschränkungen: | - jedes mal neuer Draht - hoher Strom aus Kondensatorbank |
| große Z-Pinch-Anlagen: | - mehrere parallele Drähte - relativ großes Volumen auf kleinen Raum - hohe Energiedichte, Temperaturen oberhalb von 1 keV |
| Z-machine | - 300 parallele Wolframdrähte - 80 ns Strom (I>50 kA) - wenige ns T>3∙109K - thermische Strahlung im 10 keV Bereich mit Leistung bis P=300 TW - ν≈15 % (wall-plug-efficiency) |
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